Measurements of drifting and blowing snow at Iqaluit, Nunavut, Canada during the star project

Abstract

A 10 m meteorological tower near Iqaluit Airport was operational from late October 2007 to early April 2008. Measurements included wind speed, temperature, pressure, humidity, visibility, and blowing snow number flux. Number flux measurements give a frequency of blowing and drifting snow of approximately 10% for the duration of the study, while meteorological observations from the Iqaluit weather office give a frequency of approximately 5%. Winter winds were predominantly from the northwest, and some strong southeasterly winds were also observed, especially in early spring. The average roughness length determined from the variance of wind speed is z₀ = 0.14 mm. Threshold wind speeds for the onset of blowing snow ranged from 7 m s^–1 to 12 m s^–1, excluding events with falling snow. Measurements of visibility correlate well with the measured number density (R² = 0.83), assuming a constant particle diameter of d ≈ 100 μm at a height of 2 m. A camera system was used during blowing snow events in February to measure the size of blowing snow particles and the mass flux of blowing snow. At a height of 0.35 m, the particle size distribution can be approximated by a gamma distribution with shape parameter 4.4 < α < 6.4 and an average particle diameter of 70 < d < 148 μm. The particle size at a height of 0.35 m increases linearly with the 10 m wind speed (R² = 0.69). Mass flux measurements demonstrate a power law relation with height between 0.1 and 0.9 m, with a negative exponent of approximately 2.5. Blowing snow density follows a power law relation with height between 0.85 and 1.85 m, with a negative exponent of approximately 1.3 for friction velocity 0.25 < u_* < 0.55 m s^–1. In February 2008, a field mill was installed, which measured electric field strengths as high as 26.2 kV m^–1 at a height of 0.5 m.

Résumé

[Traduit par la rédaction] Une tour météorologique de 10 m près de l'aéroport d'Iqaluit a été en fonction de la fin d'octobre 2007 jusqu'au début d'avril 2008. Les mesures portaient, entre autres, sur la vitesse du vent, la température, la pression, l'humidité, la visibilité et le flux en nombre de la poudrerie élevée. Les mesures de flux en nombre donnent une fréquence de poudrerie élevée et basse d'environ 10 % pour la durée de l'étude alors que les observations météorologiques provenant du bureau météorologique d'Iqaluit donnent une fréquence d'environ 5 %. Les vents dominants en hiver étaient du nord‐ouest et de forts vents du sud‐est ont aussi été observés, surtout au début du printemps. La longueur de rugosité moyenne déterminée d'après la variance de la vitesse du vent est z₀ = 0,14 mm. Les vitesses de vent seuils pour les événements de poudrerie variaient de 7 m s^–1 à 12 m s^–1, à l'exclusion des cas où il tombait de la neige. Les mesures de visibilité concordent bien avec la densité en nombre mesurée (R² = 0,83), en supposant des particules de diamètre constant d ≈ 100 μm à une hauteur de 2 m. Un système à caméra a été utilisé durant les événements de poudrerie élevée pour mesurer la taille des particules de poudrerie et le flux en masse de la poudrerie. À une hauteur de 0,35 m, la distribution de la taille des particules peut être approximée par une distribution gamma avec un paramètre de forme 4,4 < α < 6,4 et un diamètre moyen des particules de 70 < d < 148 μm. La taille des particules à une hauteur de 0,35 m augmente linéairement avec la vitesse du vent à 10 m (R² = 0,69). Les mesures de flux en masse exhibent une relation de loi de puissance avec la hauteur entre 0,1 et 0,9 mètre, avec un exposant négatif d'approximativement 2,5. La densité de la poudrerie élevée suit une relation de loi de puissance avec la hauteur entre 0,85 et 1,85 m, avec un exposant négatif d'approximativement 1,3 pour une vitesse de frottement 0,25 < u_* < 0,55 m s^–1. En février 2008, un moulin à champ a été installé et cet instrument a mesuré des intensités de champ électrique allant jusqu'à 26,2 kV m^–1 à une hauteur de 0,5 m.

Notes

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