Permission from the author to digitize this work is pending. Please contact the ICS library if you would like to view this work.

Les changements climatiques amènent des transformations profondes de l’environnement arctique. La diminution de l’étendue de la couverture de glace permet un accès facilité aux ressources naturelles et aux communautés nordiques. Au Canada, la région arctique est caractérisée par une géographie archipélagique et un réseau de transport rudimentaire. Le transport maritime est le mode privilégié pour l’acheminement du fret aux communautés et aux sites industriels de l’Arctique. La littérature scientifique présente des lacunes importantes au sujet de la navigation commerciale dans l’Arctique canadien. Peu d’études portent sur le trafic de ravitaillement en raison de son volume peu élevé et de la faible diversité des types de produits transportés, bien qu’il s’agisse d’une activité grandement significative pour les populations et l’économie du Nord. Cette recherche vise à combler cette lacune en dressant un portrait du transport maritime et de la performance des opérations portuaires dans l’Arctique canadien. L’étude est structurée en quatre parties. Une analyse du trafic et des échanges maritimes est d’abord réalisée sous trois échelles : internationale, nationale et intra-arctique. Ensuite, l’étude de la flotte et des routes fait ressortir la distribution géographique des transporteurs. Puis, la performance des ports est mesurée grâce à des indicateurs et un système de cotation. Finalement, une évaluation des opérations maritimes arctiques est menée par l’entremise d’informations récoltées lors d’entrevues avec les membres de l’industrie maritime, de conférences et de travail de terrain. Les sujets abordés concernent l’évolution de la desserte, les défis posés par la navigation en milieu arctique et le développement des ports du Nord canadien. Les résultats de l’étude mènent à la conclusion que le transport maritime dans l’Arctique est caractérisé par une croissance positive du volume acheminé et une implication profonde des transporteurs dédiés à la desserte nordique, mais des infrastructures portuaires et maritimes sous-développées. / Climate change brings deep transformations in the Arctic environment. The reduction of the ice cover allows better access to northern communities and natural resources. In Canada, the Arctic region is characterized by an archipelagic geography and undeveloped transportation network. Marine transport is the favoured mode for supplying freight to local communities and industrial sites. The scientific literature shows important gaps on commercial navigation in the Canadian Arctic. Few studies have been conducted on marine traffic in the Arctic due to small tonnage and low product diversity, even though it is a significant activity for the northern people and the regional economy. This research aims to fill this gap by assessing maritime transportation and port operation efficiency in the Canadian Arctic. The structure of this study is four fold. First, a traffic and trade analysis is conducted under three scales: international, national and intra-arctic. Second, a fleet and routing assessment is done by means of carriers’ geographic distribution. Third, port performance is measured through specific indicators. Fourth, an evaluation is held on arctic marine operations through information collected during interviews with members of the maritime industry, workshops and field work. Problems addressed regard evolution of the sealift, challenges brought by Arctic navigation and development of northern Canadian ports. Results of this research lead to the conclusion that Arctic marine transportation displays positive traffic growth and serious involvement by carriers dedicated to Arctic sealift, but under-developed port and maritime infrastructures.

Land ice is losing mass to the worlds oceans at an accelerated rate. The worlds glaciers contain much less ice than the ice sheets but contribute equally to eustatic sea level rise and are expected to continue to do so over the coming centuries if global temperatures continue to rise. It is therefore important to characterize the mass balance of these glaciers and its relationship to climate trends and variability. In the Canadian High Arctic, analysis of long-term surface mass balance records shows a shift to more negative mass balances after 1987 and is coincident with a change in the mean location of the July circumpolar vortex, a mid-troposphere cyclonic feature known to have a strong influence on Arctic summer climate. Since 1987 the occurrence of July vortices centered in the Eastern Hemisphere have increased significantly. This change is associated with an increased frequency of tropospheric ridging over the Canadian High Arctic, higher surface air temperatures, and more negative glacier mass balance. However, regional scale mass balance modeling is needed to determine whether or not the long-term mass balance measurements in this region accurately reflect the mass balance of the entire Canadian High Arctic. The Canadian High Arctic is characterized by high relief and complex terrain that result in steep horizontal gradients in surface mass balance, which can only be resolved if models are run at high spatial resolutions. For such runs, models often require input fields such as air temperature that are derived by downscaling of output from climate models or reanalyses. Downscaling is often performed using a specified relationship between temperature and elevation (a lapse rate). Although a constant lapse rate is often assumed, this is not well justified by observations. To improve upon this assumption, near-surface temperature lapse rates during the summer ablation season were derived from surface measurements on 4 Arctic glaciers. Near-surface lapse rates vary systematically with free-air temperatures and are less steep than the free-air lapse rates that have often been used in mass balance modeling. Available observations were used to derive a new variable temperature downscaling method based on temperature dependent daily lapse rates. This method was implemented in a temperature index mass balance model, and results were compared with those derived from a constant linear lapse rate. Compared with other approaches, model estimates of surface mass balance fit observations much better when variable, temperature dependent lapse rates are used. To better account for glacier-climate feedbacks within mass balance models, more physically explicit representations of snow and ice processes must be used. Since absorption of shortwave radiation is often the single largest source of energy for melt, one of the most important parameters to model correctly is surface albedo. To move beyond the limitations of empirical snow and ice albedo parameterizations often used in surface mass balance models, a computationally simple, theoretically-based parameterization for snow and ice albedo was developed. Unlike previous parameterizations, it provides a single set of equations for the estimation of both snow and ice albedo. The parameterization also produces accurate results for a much wider range of snow, ice, and atmospheric conditions.

Les changements climatiques amènent des transformations profondes de l’environnement arctique. La diminution de l’étendue de la couverture de glace permet un accès facilité aux ressources naturelles et aux communautés nordiques. Au Canada, la région arctique est caractérisée par une géographie archipélagique et un réseau de transport rudimentaire. Le transport maritime est le mode privilégié pour l’acheminement du fret aux communautés et aux sites industriels de l’Arctique. La littérature scientifique présente des lacunes importantes au sujet de la navigation commerciale dans l’Arctique canadien. Peu d’études portent sur le trafic de ravitaillement en raison de son volume peu élevé et de la faible diversité des types de produits transportés, bien qu’il s’agisse d’une activité grandement significative pour les populations et l’économie du Nord. Cette recherche vise à combler cette lacune en dressant un portrait du transport maritime et de la performance des opérations portuaires dans l’Arctique canadien. L’étude est structurée en quatre parties. Une analyse du trafic et des échanges maritimes est d’abord réalisée sous trois échelles : internationale, nationale et intra-arctique. Ensuite, l’étude de la flotte et des routes fait ressortir la distribution géographique des transporteurs. Puis, la performance des ports est mesurée grâce à des indicateurs et un système de cotation. Finalement, une évaluation des opérations maritimes arctiques est menée par l’entremise d’informations récoltées lors d’entrevues avec les membres de l’industrie maritime, de conférences et de travail de terrain. Les sujets abordés concernent l’évolution de la desserte, les défis posés par la navigation en milieu arctique et le développement des ports du Nord canadien. Les résultats de l’étude mènent à la conclusion que le transport maritime dans l’Arctique est caractérisé par une croissance positive du volume acheminé et une implication profonde des transporteurs dédiés à la desserte nordique, mais des infrastructures portuaires et maritimes sous-développées. / Climate change brings deep transformations in the Arctic environment. The reduction of the ice cover allows better access to northern communities and natural resources. In Canada, the Arctic region is characterized by an archipelagic geography and undeveloped transportation network. Marine transport is the favoured mode for supplying freight to local communities and industrial sites. The scientific literature shows important gaps on commercial navigation in the Canadian Arctic. Few studies have been conducted on marine traffic in the Arctic due to small tonnage and low product diversity, even though it is a significant activity for the northern people and the regional economy. This research aims to fill this gap by assessing maritime transportation and port operation efficiency in the Canadian Arctic. The structure of this study is four fold. First, a traffic and trade analysis is conducted under three scales: international, national and intra-arctic. Second, a fleet and routing assessment is done by means of carriers’ geographic distribution. Third, port performance is measured through specific indicators. Fourth, an evaluation is held on arctic marine operations through information collected during interviews with members of the maritime industry, workshops and field work. Problems addressed regard evolution of the sealift, challenges brought by Arctic navigation and development of northern Canadian ports. Results of this research lead to the conclusion that Arctic marine transportation displays positive traffic growth and serious involvement by carriers dedicated to Arctic sealift, but under-developed port and maritime infrastructures.

No description available.

Lower Silurian conodont biostratigraphy is poorly known and not well correlated with the parallel graptolite biozonation. The Cape Phillips Formation contains a continuous record of sedimentation, and exceptionally well preserved faunas in the unstable shelf region of the Franklinian miogeoclinal succession in the Canadian Arctic Islands and north-west Greenland and affords a rare opportunity to integrate the conodont and graptolite biozonation. Detailed biostratigraphic sampling was completed from the base of the Cape Phillips Formation (Upper Ordovician), over the Ordovician-Silurian boundary, and through the entire Lower Silurian (Llandovery and Wenlock) succession on Cornwallis Island in the Canadian Arctic Islands. A total of 180 4.5 kg, samples were collected, yielding 7,575 conodont elements, from which 59 species representing 29 genera were recognised. One new genus and species are established arom the lower Wenlock. Eleven conodont zones were recognized, 1 of which is new, and 3 of which are modified. Due to the multidisciplinary approach of the fieldwork, the conodont zones are integrated with the detailed graptolite biozonation over the entire interval.

No description available.

Au cours des dernières décennies, les observations de glace de glacier enfouie exposée dans les falaises côtières et les glissements de terrain causés par le dégel du pergélisol arctique démontrent que des quantités importantes de glace de glacier ont survécu à la déglaciation et sont toujours préservées dans le pergélisol. Le premier volet de cette étude visait à caractériser des expositions de la glace massive observée à l’île Bylot, au Nunavut, afin de connaitre l’origine de la glace. Puisque la glace de glacier enfouie peut jouer un rôle important dans l’évolution des paysages périglaciaires, cette thèse s’intéresse également au rôle joué par la glace de glacier enfouie dans l'initiation et l’évolution de lacs de thermokarst. Nos résultats démontrent que le pergélisol de l'île Bylot contient des restes de glace de glacier du Pléistocène qui ont survécu aux dernières déglaciations. Dans la vallée Qarlikturvik, des masses de glace intraglaciaire (dérivée du névé) sont associées à un courant de glace de l’inlandsis laurentidien qui recouvrait une partie de la plaine sud de l’île vers la fin du Pléistocène. Cette masse de glace formait une zone de convergence avec les glaciers alpins locaux s'écoulant de la calotte glaciaire centrée sur les monts Byam Martin. Sur l’un des plateaux bordant la vallée Qarlikturvik, une masse de glace de glacier enfouie est associée à la partie basale d'un glacier dont l’âge minimal est estimé à environ 0.77 Ma, mais pourrait être aussi vieux que 2.6 Ma. En raison de sa localisation, à environ 500 m d’altitude, la glace proviendrait vraisemblablement d’une avancée glaciaire régionale et pourrait être associée à la Glaciation de Baffin, soit la plus vieille avancée glaciaire régionale reconnue sur l'île Bylot. De plus, cette glace représente le plus vieux reste de glacier connu en Amérique du Nord et l’une des premières indications de glaciations dans l’est de l’Arctique canadien. La persistance et la fonte tardive de ces épaisses couches de glace de glacier datant du Pléistocène ont eu des effets importants sur le paysage de l'île Bylot, notamment sur les lacs. En effet, nos résultats démontrent que l'initiation des lacs profonds (> 5 m) est liée à la fonte de la glace de glacier enfouie. Ces lacs de thermokarst glaciaire continueront d’évoluer dans un contexte périglaciaire par la fonte de la glace intrasédimentaire (p. ex., glace de ségrégation) et des coins de glace formés ultérieurement dans les sédiments encaissants lors de l’aggradation du pergélisol suivant le retrait glaciaire. Alors qu’une grande partie des paysages arctiques est encore fortement déterminée par leur héritage glaciaire, la fonte de ces masses de glace aura un impact important sur la dynamique des géosystèmes et écosystèmes arctiques. / Over the past decades, observations of buried glacier ice exposed in coastal bluffs and headwalls of retrogressive thaw slumps of the Arctic have indicated that considerable amounts of late Pleistocene glacier ice survived the deglaciation and are still preserved in permafrost. The first phase of this project aimed to characterize two exposures of massive ice observed on Bylot Island (Nunavut) to infer their origins. Since buried glacier ice can play a significant role in reshaping periglacial landscapes, this study also investigates the initiation and development of thermokarst lakes in a tundra valley in response to the melting of buried glacier ice. Our results show that the permafrost of Bylot Island contains remnants of Pleistocene glacier ice that survived the past deglaciations. In the Qarlikturvik valley, bodies of englacial ice (firn-derived) originated from an ice stream flowing from the Laurentide Ice Sheet, which covered part of the southern plain of the island towards the end of the Pleistocene. These glacier ice bodies formed a convergence zone with local alpine glaciers flowing from the ice cap centred over the Byam Martin Mountains. On the edge of a flat plateau bordering the Qarlikturvik Valley, a buried glacier ice body is associated with the basal part of a glacier whose minimum age is estimated at 0.77 Ma, but could be as old as 2.6 Ma. Due to its location on a 500-m a.s.l. plateau, the ice likely originates from a regional glacial advance and could be associated with the Baffin Glaciation, which is the oldest known glaciation on Bylot Island. In addition, this buried glacier ice represents the oldest glacier ice preserved in ice-free Arctic landscapes, and the earliest evidence of a Pleistocene glaciation in the eastern Canadian Arctic Archipelago. The persistence and delayed melting of these thick beds of buried Pleistocene glacier ice had wide-ranging effects on the landscape of Bylot Island. Our results suggest that the initiation of deeper thermokarst lakes (> 5 m) was triggered by the melting of buried glacier ice in our study area, while shallow thermokarst lakes were triggered from the melting of intrasedimental ice and ice wedges. These glacial thermokarst lakes will continue to evolve in a periglacial context through the melting of intrasedimental ice (e.g. segregation ice) and ice wedges subsequently formed in the surrounding sediments during permafrost aggradation following the glacial retreat. As most of the glaciated Arctic landscapes are still strongly determined by their glacial legacy, the melting of these large ice bodies will have significant impacts on Arctic ecosystems and geosystems.

This thesis borrows the analytical framework of Qallunology to examine a nineteenth-century Arctic whaling encounter between Scottish whalers and an Inuk geographer: Inulluapik. This thesis analyzes the narrative, written by Scottish surgeon Alexander M’Donald, of Inulluapik’s transatlantic journey to Aberdeen, Scotland and Tinnujivik (Cumberland Sound) from 1839 to 1840. I show how Inulluapik’s experience in Aberdeen in 1839, as recorded by M’Donald, provides insight into early Victorian worldviews and perceptions, which I call M’Donald’s Qallunaat-dom and Qallunaat-ness. By conducting a Qallunology of M’Donald’s description of the historical episode, I examine his early Victorian Qallunaat-dom, which compared Inuit from the eastern Arctic to Scots in Aberdeen through his binary understanding of whaling, gender, and spirituality. M’Donald’s interpretation of Inulluapik’s experience demonstrated his contrasting views of Inuit and non-Inuit cultures, which intersected with early Victorian ideas of civilization, intelligence, behaviour, appearance, respectability, female domesticity and marital purity, and Indigenous authenticity. In contrast, Inulluapik demonstrated fluid resistance to M’Donald’s early Victorian binaries of subsistence versus commercial whaling, rural versus urban, primitive versus advanced, and uncivilized versus civilized, and Indigenous versus non-Indigenous. / Graduate

Résumé : Le contexte récent d’accélération de la fonte des glaciers et calottes glaciaires (GCG) de l’archipel arctique canadien, jumelé aux difficultés de suivi des GCG de cette région, rendent essentiels le développement et l’utilisation de nouvelles approches innovatrices de suivi. Le potentiel de la stéréo radargrammétrie (SRG) RADARSAT-2 est ici caractérisé pour l’extraction d’élévations et le calcul de changements d’élévation et de bilans de masse (historiques et récents) sur les calottes glaciaires Barnes et Penny (Nunavut, Canada). Par la méthode semi-automatisée de recherche de corrélation à partir de couples stéréoscopiques RADARSAT-2 de 2013 (mode wide ultra-fin; résolution spatiale de 3 m; taille d’image de 50 km x 50 km), une précision verticale de ~7 m (LE68) est mesurée sur la terre ferme, et cette valeur de précision est possiblement légèrement supérieure sur la calotte Barnes, étant donné la variabilité de profondeur de pénétration. Par captage 3D, une précision altimétrique de ~3-4 m (LE68) est mesurée par différents photo-interprètes à partir de couples RADARSAT de 2012 en zone d’ablation de la calotte Penny. Sur la calotte Barnes, les changements d’élévation mesurés par rapport aux premiers modèles numériques de terrain disponibles permettent de mesurer un bilan de masse spécifique historique (1960-2013) de -0,49 ± 0,20 m w.e./année, pour un bilan de masse total de -2,9 Gt/année. Entre 2005 et 2013, le bilan de masse spécifique de cette calotte augmente significativement à -1,20 ± 0,86 m w.e./année, pour un bilan de masse total de -7 Gt/année. En zone d’ablation de la calotte Penny, un changement d’élévation annuel moyen de -0,59 m/année est mesuré entre 1958 et 2012. Parallèlement, plusieurs aspects méthodologiques et techniques sont discutés et analysés. Des profondeurs de pénétration nulles (bande C) sont mesurées à partir des images acquises sur la calotte Barnes à la toute fin de la saison d’ablation (fin septembre/début octobre), alors que cette profondeur augmente à ~2,5-3 m pour des images acquises à la fin octobre/début novembre (période de gel). Nos résultats suggèrent aussi que le modèle de fonction rationnelle, lorsqu’utilisé avec des images RADARSAT-2 en mode wide ultra-fin, permet d’obtenir des précisions plus constantes que le modèle hybride de Toutin. De par son indépendance des conditions météorologiques, son utilisation possible sans point de contrôle et sa simplicité de traitement, la SRG RADARSAT-2 s’avère donc être une excellente alternative aux technologies actuelles pour le suivi de GCG situés dans des régions affectées par des contraintes opérationnelles importantes. / Abstract : Given the recent melt acceleration of the Canadian arctic archipelago’s ice caps and the monitoring difficulties of this remote region, the development of new innovative monitoring tools has become essential. Here, the potential of the RADARSAT-2 stereo radargrammetry (SRG) is characterized for elevations extraction, as well as for elevation changes/mass balances calculations (historical and recent) on Barnes and Penny ice caps (Nunavut, Canada). Using the semi-automatic approach of correlation search from RADARSAT-2 stereoscopic couples of 2013 (wide ultra-fine mode; spatial resolution of 3 m; coverage of 50 km x 50 km), a vertical precision of ~7 m (LE68) is measured on ice-free terrain and this precision is possibly slighty worse on the ice cap because of the penetration depth’s variability. On the other hand, the 3D vision extraction approach reveals an altimetric precision of ~3-4 m (LE68) on the ablation area of the Penny Ice Cap. On the Barnes Ice Cap, elevation changes calculated relative to the oldest digital elevation models available allows to calculate an historical specific mass balance (1960-2013) of -0,49 ± 0,20 m w.e./year, resulting in a total annual mass balance of -2,9 Gt/year. Between 2005 and 2013, the specific mass balance of this ice cap increases to -1,20 ± 0,86 m w.e./year, which equals to a total annual mass balance f -7 Gt/year. On Penny Ice Cap’s ablation area, an average elevation change of -0,59 m/year is measured between 1958 and 2012. As also suggested in the literature, the recent melt acceleration is highly linked to warmer summer temperatures. Methodological and technical aspects are also presented and analyzed. No penetration depth (C band) is perceived on elevations derived from late ablation season images (late September/beginning of October), while a penetration of ~2,5-3 m is measured from images acquired in late October/beginning of November (freeze period). Our results also suggest the superiority and better consistency of the rational function model for geometrical correction of wide ultra-fine mode RADARSAT-2 images, compared to the hybrid Toutin’s model. Because of its all-weather functionality, its possible use without any ground control point and the simplicity and facility of its treatment, the RADARSAT-2 SRG represents a really good technology for glacier monitoring in regions affected by serious operational constraints.