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type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Pan, Xicai
title: Hydraulic and Thermal Dynamics at Various Permafrost Sites on the Qinghai-Tibet Plateau
title_de: Hydraulische und thermische Dynamik verschiedener Permafroststandorte auf dem Qinghai-Tibet Plateau
ispublished: pub
subjects: 550
divisions: 130500
adv_faculty: af-12
keywords: thermische regimepermafrost , Tibetan Plateau ,  thermal regime , ground-penetrating radar , parametrization
cterms_swd: Dauerfrostboden
cterms_swd: Hochland von Tibet
cterms_swd: Elektromagnetische Reflexionsmethode
cterms_swd: Parametrisierung
abstract: Heat transfer mechanisms governing the permafrost-atmosphere interaction are essential to understand present permafrost degradation. Hydraulic and thermal dynamics of various active layers at four di erent permafrost sites on the QTP were investigated with various geophysical methods and soil-weather monitoring stations. Complex  eld data were detected and processed with appropriate methods. The principal physical processes controlling the active-layer thermal regime were characterized with a surface energy balance method at Chumaer, Qumahe and Tianshuihai. As a geophysical tool for characterizing soil properties, multi-channel GPR was further explored. Through Monte Carlo uncertainty analysis and  eld tests, the accuracy of the multi-channel GPR method and its capability of quantifying  eld-scale hydraulic properties and processes was validated at a non-permafrost sandy site. Based on precise soil temperature and soil water content data, heat transfer in various active layers were characterized with a transfer function method. Given the characteristics of ground heat transfer at the study sites, an inverse method for seasonal thermal conductivity parameterization was tested. Combining the transfer function method and the multi-channel GPR, a  eld-scale thermal conductivity parameterization was proposed at the end.
abstract_translated_text: Temperaturtransfermechanismen, welche den Austausch von Permafrost und Atmosphäre dominieren, sind von essentieller Bedeutung um den derzeitigen Rückgang des Permafrost zu verstehen. Die hydraulische und thermische Dynamik verschiedener aktiver Schichten an vier verschiedenen Permafrost beobachtungsstellen auf dem QTP wurden mit Hilfe mehrerer geophysikalischer Methoden und Boden-Atmosphäre Beobachtungsstationen untersucht. Komplexe Felddaten wurden ausgewählt und mit passenden Methoden prozessiert. Die grundlegenden physikalischen Prozesse, welche das thermische Regime der aktiven Schicht dominieren, wurden mit der Oberflächenenergiebilanzmethode bei Chumaer, Qumahe und Tianshuihai charakterisiert. Multikanalgeoradar wurde als geophysikalische Methode zur Charakterisierung von Bodeneigenschaften tiefer gehend untersucht. Die Genauigkeit der Multikanalgeoradarmethode und ihre Tauglichkeit zur Quanti zierung hydraulischer Eigenschaften und Prozesse auf der Feldskala wurde mit Hilfe einer Monte-Carlo Analyse zur Fehlerabschätzungs und einem Test auf einem nicht dauerhaft gefrorenen sandigem Feld validiert. Basierend auf präzisen Bodentemperatur- und Bodenwassergehaltsmessungen wurde der Temperaturtransfer in verschiedenen aktiven Schichten mit Hilfe von Transferfunktionen charakterisiert. Eine inverse Methode zur Parametrisierung der saisonalen thermischen Leitfähigkeit wurde mit den gegebenen Charakteristika des Temperaturtransfers im Untergrund an den Testfeldern untersucht. Mit der Kombination der Transferfunktions- und der Multikanalgeoradarmethode wurde eine Parametrisierung der thermischen Leitfähigkeit auf der Feldskala abgeleitet.
abstract_translated_lang: ger
date: 2011
date_type: published
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00011934
ppn_swb: 736340327
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-opus-119346
date_accepted: 2011-04-18
advisor: HASH(0x5561209323d0)
language: eng
bibsort: PANXICAIHYDRAULICA2011
full_text_status: public
citation:   Pan, Xicai  (2011) Hydraulic and Thermal Dynamics at Various Permafrost Sites on the Qinghai-Tibet Plateau.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/11934/1/2011_Pan_Xicai.pdf