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Spatial and Temporal Variations in Electrical Conductivity in a Pro-Glacial Stream System

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

A. M. gurnell
Affiliation:
Department of Geography, University of Southampton, Southampton SO9 5NH, England
C. R. Fenn
Affiliation:
Department of Geography, Worcester College of Higher Education, Henwick Grove, Worcester WR2 6AJ, England
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Spatial and temporal observations of electrical conductivity during the summers of 1978 and 1981 on the pro-glacial stream sytem of glacier de Tsidjiore Nouve, Valais, Switzerland, are described. Three space–time scales of electrical conductivity variations are considered: single-site, hourly monitoring for a two-month period; multiple-site sampling over 12 h periods using a 1 h sampling interval, and multiple-site sampling over monthly periods using a 24 h and 48 h sampling interval. Detailed analysis of the information from the three scales shows that the sampling strategies employed can reliably be used to investigate space–time patterns in the data. The results demonstrate that there are diurnal cycles in both electrical conductivity and discharge which are slightly different in form and which are out of phase with one another at the same site. Simultaneous multiple-site sampling of electrical conductivity shows that the tributary streams draining the glacier snout exhibit complementary shifts in electrical conductivity between ablation seasons, between days, and within days. The significance of these complementary shifts in tributary electrical conductivity are discussed in the light of possible source areas, storage, and routing fluctuations of melt water draining from the glacier.

Résumé

Résumé

On décrit les observations spatio-temporelles de conductivité électrique au cours des étés 1978 et 1981 sur le système d’écoulement proglaciaire du glacier de Tsidjiore Nouve, Valais, Suisse. On envisage trois échelles de variations spatio-temporelles pour la conductivité électrique: un site unique avec un échantillonnage horaire sur une période de deux mois; un échantillonnage de sites multiples sur des périodes de 12 h avec des intervalles horaires de mesures et enfin un échantillonnage de sites multiples sur des périodes mensuelles avec des intervalles de mesures de 24 et 48 h. Une analyse détaillée des informations données par les trois échelles montre que la stratégie d’échantillonnage utilisée se révèle fidèle pour recherer des caractéristiques de distribution spatio-temporelles. Les résultats montrent l’existence de cycles diurnes à la fois dans la conductivité électrique et le débit de forme légèrement différente, en opposition de phase au même site. Des échantillonnages simultanés en divers sites montrent des caractéristiques de conductivité complémentaires, entre les périodes d’ablation, les mêmes jours, ou de jour en jour. La signification de ces traits complémentaires dans la conductivité des émissaires est discutée dans l’hypothèse des zones sources possibles et des fluctuations dans la rétention et le parcours de l’eau de fonte à travers le glacier.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Es werden räumliche und zeitliche Beobachtungen der elektrischen Leitfähigkeit im Stromsystem des Vorfeldes des Glacier de Tsidjiore Nouve, Wallis, Schweiz, in den Sommermonaten der Jahre 1978 und 1981 beschrieben. Drei raum-zeitliche Skalen für Schwankungen der elektrischen Leitfähigkeit werden betrachtet: stündliche Aufzeichnungen an einer Stelle über eine Periode von 2 Monaten, Datensammlungen über Monatsperioden im 24-und 48-Stunden-Rhythmus an mehreren Stellen und schliesslich Datensammlung in Perioden von 12 Stunden im 1-Stunden-Rhythmus an mehreren Stellen. Die eingehende Analyse der Daten aus den drei Skalen zeigt, dass das angewandte Beobachtungsverfahren zu zuverlässigen Aufschlüssen über die raum-zeitlichen Verhältnisse führt. Die Ergebnisse weisen Tageszyklen sowohl der elektrischen Leitfähigkeit wie des Abflusses nach, deren Formen leicht voneinander abweichen und die sich an derselben Stelle nicht in gleicher Phase befinden. Gleichzeitige Beobachtungen der elektrischen Leitfähigkeit an mehreren Stellen zeigen, dass die Nebenstöme aus der Gletscherzunge komplementäre Schwankungen der elektrischen Leitfähigkeit zwischen Ablationsperioden sowie zwischen und innerhalf von Tagen aufweisen. Die Bedeutung dieser komplementären Schwankungen in der elektrischen Leitfähigkeit der Nebenströme wird unter dem Aspekt der möglichen Herkunftsgebiete, der Speicherung und der Schwankungen im Schmelzwasserabfluss vom Gletscher diskutiert.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1985
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Fig. 1.The pro-glacial stream network of glacier de Tsidjiore Nouve showing the locations of the sampling sites.

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Fig. 2.Hourly instantaneous observations of discharge and electrical conductivity measured at the water intake, 1.00 h 7 June to 24.00 h 30 July 1978.

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Fig. 3.The relationship between electrical conductivity and concurrent discharge observed at the water intake.

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Fig. 4.The cross-correlation function between the ∇logl0Qt and the ∇σt series

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Fig. 5.Hourly observations of electrical conductivity and suspended-sediment concentration at sites 1, 7, 8, and 9 over four 12 h periods, July 1981.

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Fig. 6.Spatial patterns of electrical conductivity on a one-day sampling interval, July 1978.

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Fig. 7.Spatial patterns of electrical conductivity on a two-day sampling interval, July 1981.