Integral Profile Estimates of Sensible Heat Flux from an Unconsolidated Sea-Ice Surface

Hourly temperature profile sequences from a time series of radiometric soundings over Amundsen Gulf in Canada's western maritime Arctic were used to establish the general shape of heat flux convergence (heat accumulation) profiles attributable to mesoscale sensible heat flux from the unconsolidated sea-ice surface. This sensible heat flux signature profile was then used to identify 520 similar heat flux convergence profiles in the January–April 2008 period. Only hours with clear skies were included to eliminate heat flux convergence resulting from enhanced downwelling longwave radiation, which often accompanies cloud cover, and heating caused by the phase change of water. The median heat flux convergence profile attributed to sensible heat flux decreased logarithmically with height. The sensible heat flux ranged from near 0 to 183 W m−2; the median was 11.4 W m−2; the average was 21.1 W m−2; the mode was 0.1 W m−2. These sensible heat flux estimates are reliable because they are based on the fundamental principle of heat conservation and measured temperature profiles. A relationship best described by a fourth-order polynomial was found between the magnitude of the sensible heat flux and the vertical extent of the heat flux convergence (h) which indicated a nearly linear increase in h from 50 to 350 m as the sensible heat flux increased from near 0 to 28 W m−2 and a plateau in h at about 500 m for sensible heat flux above 80 W m−2. RÉSUMÉ [Traduit par la rédaction] Nous avons utilisé des séquences de profils de température horaire d'une série chronologique de sondages radiométriques au-dessus du golfe d'Amundsen dans l'Arctique maritime de l'ouest du Canada pour établir la forme générale des profils de convergence de flux de chaleur (accumulation de chaleur) attribuable au flux de chaleur sensible à mésoéchelle provenant de la surface non consolidée de la glace de mer. Nous avons ensuite employé ce profil signature de flux de chaleur sensible pour identifier 520 profils de convergence de flux de chaleur semblables au cours de la période de janvier à avril 2008. Nous n'avons pris en compte que les heures de ciel clair pour éliminer la convergence de flux de chaleur résultant du rayonnement accru de grandes longueurs d'onde qui accompagne souvent les ciels couverts de même que le réchauffement dû au changement de phase de l'eau. Le profil médian de convergence de flux de chaleur attribué au flux de chaleur sensible diminuait de façon logarithmique avec la hauteur. Le flux de chaleur sensible variait de près de 0 jusqu’à 183 W m−2; la médiane était de 11.4 W m−2; la moyenne était de 21.1 W m−2; le mode était 0.1 W m−2. Ces estimations de flux de chaleur sensible sont fiables parce qu'elles sont basées sur le principe fondamental de la conservation de la chaleur et sur des profils de température mesurés. Nous avons trouvé une relation, bien décrite par un polynome du quatrième ordre, entre la grandeur du flux de chaleur sensible et l'extension verticale de la convergence de flux de chaleur (h), qui indique un accroissement quasi linéaire de h de 50 à 350 m lorsque le flux de chaleur sensible passe de près de 0 jusqu’à 28 W m−2, et un plateau de h à environ 500 m pour un flux de chaleur sensible supérieur à 80 W m−2.