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Effects of needleleaf forest cover on radiation and snowmelt dynamics in the Canadian Rocky Mountains

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Abstract:

Radiation is the main energy source for snowpack warming and melt in mountain needleleaf forests, and runoff from these forests is the main contributor to spring river flows in western North America. Utilizing extensive field observations, the effect of needleleaf forest cover on radiation and snowmelt timing was quantified at pine and spruce forest sites and nearby clearings of varying slope and aspect in an eastern Canadian Rocky Mountain headwater basin. Compared with open clearing sites, shortwave radiation was much reduced under forest cover, resulting in smaller differences in melt timing between forested slopes relative to open slopes with different aspects. In contrast, longwave radiation to snow was substantially enhanced under forest cover, especially at the dense spruce forest sites where longwave radiation dominated total energy for snowmelt. In both pine and spruce environments, forest cover acted to substantially reduce total radiation to snow and delay snowmelt timing on south-facing slopes while increasing total radiation and advancing snowmelt timing on north-facing slopes. Results strongly suggest that impacts on radiation to snow and snowmelt timing from changes in mountain forest cover will depend much on the slope and aspect at which changes occur.

Le rayonnement est la principale source d’énergie qui réchauffe et fait fondre la couche de neige dans les forêts alpines de conifères où le ruissellement contribue dans une large mesure au débit printanier des rivières dans l’ouest de l’Amérique du Nord. À l’aide de nombreuses observations sur le terrain, dans un bassin de tête de la partie est des montagnes Rocheuses canadiennes, l’effet du couvert de forêt de conifères sur le rayonnement et sur le moment de la fonte de la neige a été quantifié dans des stations occupées par des forêts de pin et d’épinette ainsi que dans des clairières avoisinantes dont la pente et l’exposition étaient variables. Comparativement aux clairières ouvertes, le rayonnement de courtes longueurs d’onde était très faible sous le couvert forestier, ce qui se traduisait par de plus petites différences dans le moment de la fonte entre les pentes couvertes de forêt et les pentes dégagées avec différentes expositions. À l’inverse, le rayonnement de longues longueurs d’onde sur la neige était substantiellement plus élevé sous le couvert forestier, particulièrement dans les stations de forêt dense d’épinette où le rayonnement de longues longueurs d’onde dominait l’énergie totale pour la fonte de la neige. Dans les environnements tant de pin que d’épinette, le couvert forestier réduit substantiellement le rayonnement total qui atteint la neige et retarde le moment de la fonte de la neige sur les pentes exposées au sud tandis qu’il augmente le rayonnement total et devance le moment de la fonte de la neige sur les pentes exposées au nord. Les résultats indiquent clairement que les impacts du rayonnement dus aux modifications du couvert forestier alpin sur la neige et sur le moment de la fonte de la neige dépendront beaucoup de la pente et de l’exposition aux endroits où ces modifications surviennent.

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2011

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  • Published since 1971, this monthly journal features articles, reviews, notes and commentaries on all aspects of forest science, including biometrics and mensuration, conservation, disturbance, ecology, economics, entomology, fire, genetics, management, operations, pathology, physiology, policy, remote sensing, social science, soil, silviculture, wildlife and wood science, contributed by internationally respected scientists. It also publishes special issues dedicated to a topic of current interest.
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