The heat balance during the snow melt season for a permafrost watershed in interior Alaska

Summary

The surface energy balance in a small permafrost watershed near Fox, Alaska, was calculated for the snow melt period, which started in 30 March and ended on 22 April 1980 with the total disappearance of the snow cover. The snow cover of 1979/80 was light with 70 mm water equivalent. Heat sources were the radiation balance (67%) and the sensible heat flux (33%). This energy was used for melting of the snow cover (22%), evaporation (78%), and less than 1% was used for warming of the snow and soil.

Two significant features are apparent in this heat balance:

• 1. The latent heat flux is strongly negative, which means that evaporation greatly exceeds condensation due to the excessive dryness of the air after a cold winter. As evaporation requires more than 8 times the energy needed for melting of a snow cover, this slows down the disappearance of the snow cover. During the spring of 1980, more than 1/3 of the snow cover evaporated and did not contribute to the run-off.

• 2. The sensible heat flux contributed a relative high amount of 1/3 of the total heat source. This was caused by fairly warm air which moved into the area and which also brought a relatively high amount of cloudiness (April 1980, 69%). This cloudiness in turn caused the lowest positive value of the net radiation when compared to 5 other snow melt study experiments.

Zusammenfassung

In einem kleinen permafrostdurchzogenen Einzugsgebiet in der Nähe von Fox, Alaska, wurde der Wärmehaushalt für die Schneeschmelzperiode, die am 30. März begann und am 22. April 1980 mit dem totalen Abbau der Schneedecke endete, berechnet. Die Schneedecke des Winters 1979/80 war mit 70 mm Wasseräquivalent leicht. Wänne spendete die Strahlungsbilanz (67%) und der sensible Wärmestrom (33%). Diese Energie wurde zum Schmelzen der Schneedecke (22%), zur Verdunstung (78%) und zum Erwärmen der Schneedecke und des Bodens — weniger als 1% — gebraucht. Zwei Ergebnisse dieser Wärmebilanzstudie sind besonders erwähnenswert:

• 1. Der latente Wärmestrom ist stark negativ, was besagt, daß die Verdunstung die Kondensation stark überkompensiert, da die Luft nach dem kalten Winter noch sehr trocken ist. Da mehr als 8mal soviel Energie zur Verdunstung als zum Schmelzen der Schneedecke gebraucht wird, verlangsamt sich der Abbau der Schneedecke. Im Frühjahr 1980 verdunstete mehr als 1/3 der Schneedecke und konnte somit nicht zum Abfluß beitragen.

• 2. Der sensible Wärmestrom stellte mit 1/3 der totalen Wärmespenden einen recht hohen Anteil dar. Das ist durch relativ warme Luft, die ins Innere von Alaska transportiert wurde, verursacht, die ferner starke Bewölkung mit sich brachte (April 69%). Die starke Bewölkung verursachte auch die niedrigste positive Strahlungsbilanz im Vergleich zu 5 anderen Studien, welche in der Arktis oder Subarktis durchgeführt worden sind.