estimating permafrost distribution in the maritime southern alps, new zealand, based on climatic conditions at rock glacier sites

Estimation de la répartition du pergélisol dans les Alpes du Sud maritimes, Nouvelle-Zélande, à partir des conditions climatiques sur les sites de glaciers rocheux

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2016
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Abstract
Alpine permafrost occurrence in maritime climates has received little attention, despite suggestions that permafrost may occur at lower elevations than in continental climates. To assess the spatial and altitudinal limits of permafrost in the maritime Southern Alps, we developed and tested a catchment-scale distributed permafrost estimate. We used logistic regression to identify the relationship between permafrost presence at 280 active and relict rock glacier sites and the independent variables a) mean annual air temperature and b) potential incoming solar radiation in snow free months. The statistical relationships were subsequently employed to calculate the spatially-distributed probability of permafrost occurrence, using a probability of ≥ 0.6 to delineate the potential permafrost extent. Our results suggest that topoclimatic conditions are favorable for permafrost occurrence in debris-mantled slopes above ~ 2000 m in the central Southern Alps and above ~ 2150 m in the more northern Kaikoura ranges. Considering the well-recognized latitudinal influence on global permafrost occurrences, these altitudinal limits are lower than the limits observed in other mountain regions. We argue that the Southern Alps’ lower distribution limits may exemplify an oceanic influence on global permafrost distribution. Reduced ice-loss due to moderate maritime summer temperature extremes may facilitate the existence of permafrost at lower altitudes than in continental regions at similar latitude. Empirical permafrost distribution models derived in continental climates may consequently be of limited applicability in maritime settings.
La présence de pergélisol alpin sous des climats maritimes a fait l'objet de peu d'attention, malgré des indications selon lesquelles le pergélisol pourrait s'y développer à des altitudes plus basses que sous des climats continentaux. Afin d'évaluer les limites spatiales et altitudinales du pergélisol dans le contexte maritime des Alpes du Sud, nous avons développé et testé une estimation spatialisée du pergélisol à l'échelle du bassin versant. Nous avons utilisé une régression logistique afin d'identifier la relation entre la présence de pergélisol sur 280 sites de glaciers rocheux actifs et reliques et les variables indépendantes suivantes : a) la température moyenne annuelle de l'air et b) le rayonnement solaire incident potentiel durant les mois sans neige. Ces relations statistiques ont ensuite été appliquées pour calculer la probabilité spatialisée d'occurrence du pergélisol, en retenant une probabilité ≥ 0,6 pour délimiter l'extension potentielle du pergélisol. Nos résultats suggèrent que les conditions topoclimatiques sont favorables à la présence de pergélisol sur les versants tapissés d'éboulis au-dessus d'environ 2 000 m dans le centre des Alpes du Sud et au-dessus d'environ 2 150 m dans les chaînes de Kaikoura, plus au nord. Compte tenu de l'influence latitudinale bien documentée sur l'occurrence globale du pergélisol, ces limites altitudinales sont inférieures à celles observées dans d'autres régions montagneuses. Nous soutenons que les limites inférieures de distribution observées dans les Alpes du Sud pourraient illustrer une influence océanique sur la répartition globale du pergélisol. Une perte de glace atténuée, attribuable à des températures estivales extrêmes modérées par l'effet maritime, pourrait favoriser l'existence du pergélisol à des altitudes plus basses que dans des régions continentales situées à une latitude similaire. Par conséquent, les modèles empiriques de distribution du pergélisol élaborés sous des climats continentaux pourraient présenter une applicabilité limitée dans les contextes maritimes.
Reference Key
esattler2016frontiersestimating Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors ;Katrin eSattler;Brian eAnderson;Andrew eMackintosh;Andrew eMackintosh;Kevin eNorton;Mairéad ede Róiste
Journal ratio juris
Year 2016
DOI
10.3389/feart.2016.00004
URL
http://journal.frontiersin.org/Journal/10.3389/feart.2016.00004/full
Keywords
new zealand probability modelingscience

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