Autumn, Winter and Spring Soil Temperatures in Okstindan, Norway

Abstract

Soil temperatures were recorded over periods of several weeks in the years 1909 and 1970 in two sites to a depth of 100 cm. It was found that snow depth was of major importance in the rate of freezing of the soil in winter; where snow cover was less than 5 cm in depth freezing rates were almost double those where snow depth was over 1 m. Snow cover also insulated the soil surface from above-zero air temperatures during spring, and soil thawing commenced from the surface only following the clearance of snow. Similarly, insulation of the soil surface by snow prevented short-term freezing and thawing cycles penetrating the soil, although even where snow cover was absent such short-term cycles were not observed to penetrate the soil to depths in excess of 5 cm. This surficial freezing and thawing of the soil took place more readily in spring than in the autumn. It was concluded that the annual cycle of soil freezing and thawing was the dominant factor in the thermal regime of these soils, short-term freezing cycles affecting only the immediate surface soil layers. Les températures ont été enregistrées pendant des périodes de plusieurs semaines au cours des années 1969 et 1970, dans deux sites, jusqu’à des profondeurs de 100 cm. On a trouvé que l’épaisseur de la neige était d’une importance primordiale sur l’amplitude du gel du sol en hiver; lorsque le manteau neigeux avait moins de 5 cm en profondeur, la vitesse de développement de gel était, presque le double que quand la profondeur était de moins d’un mètre. Le couvert neigeux isole aussi la surface du sol des températures de l’air positives au printemps, et le dégel du sol commence à la surface seulement après la disparition de la neige. De même, l’isolation du sol par la neige empêche la pénétration dans le sol des alternances à courtes périodes de gel et de dégel, bien que, même en l’absence de couverture neigeuse, on n’ait pas observé la pénétration de tels cycles à courte périodicité à des profondeurs excédant 5 cm. Ces alternances de gel et de dégel superficiel du sol ont lieu plus facielement au printemps qu’à l’automne. On conclut que le cycle annuel de gel et de dégel du sol est le facteur dominant dans le régime thermique de ces sols, les gels pour des cycles de courte périodicité affectant seulement les niveaux les plus superficiels du sol. ZusammenfassungIn den Jahren 1969 und 1970 wurden über Zeiträume von einigen Wochen an zwei Stellen Bodentemperaturen bis zu 100 cm Tiefe registriert. Es ergab sich, dass die Schneehöhe von wesentlicher Bedeutung für die Geschwindigkeit des Bodenfrostes im Winter war. Bei Schneehöhen unter 5 cm waren die Gefreiergeschwindigkeiten fast doppelt so gross als bei Schneehöhen über 1 m. Die Schneedecke isolierte auch die Bodenoberfläche vor Lufttemperaturen über Null im Frühling und das Auftrauen des Bodens begann von der Oberfläche her erst nach dem Verschwinden des Scbnees. Ähnlich verhinderte die Isolierung des Boden durch Schnee das Eindrigen kurzzeitiger Frost- und Tauperioden in den Boden. Selbst bei Fehlen des Schneedecke liessen sich solche kurzzeitigen Perioden in Bodentiefen von mehr als 5 cm nicht beobachten. Dieses oberflächennahe Gefrieren und Tauen des Bodens fand eher im Frühling als im Herbst statt. Es wurde der Schluss gezogen, dass der Jahreszyklus des Bodengefrierens und -tauens der beherrschende Faktor im Wärmehaushalt dieser Böden ist, dass dagegen kurzzeitige Frostperioden nur die oberflächennächsten Schichten des Bodens beeinflussen.