Abstract Arctic lakes located in permafrost regions are susceptible to catastrophic drainage. In this study, we reconstructed historical lake drainage events on the western Arctic Coastal Plain of Alaska between 1955 and 2017 using USGS topographic maps, historical aerial photography (1955), and Landsat Imagery (ca. 1975, ca. 2000, and annually since 2000). We identified 98 lakes larger than 10 ha that partially (>25% of area) or completely drained during the 62‐year period. Decadal‐scale lake drainage rates progressively declined from 2.0 lakes/yr (1955–1975), to 1.6 lakes/yr (1975–2000), and to 1.2 lakes/yr (2000–2017) in the ~30,000‐km2 study area. Detailed Landsat trend analysis between 2000 and 2017 identified two years, 2004 and 2006, with a cluster (five or more) of lake drainages probably associated with bank overtopping or headward erosion. To identify future potential lake drainages, we combined the historical lake drainage observations with a geospatial dataset describing lake elevation, hydrologic connectivity, and adjacent lake margin topographic gradients developed with a 5‐m‐resolution digital surface model. We identified ~1900 lakes likely to be prone to drainage in the future. Of the 20 lakes that drained in the most recent study period, 85% were identified in this future lake drainage potential dataset. Our assessment of historical lake drainage magnitude, mechanisms and pathways, and identification of potential future lake drainages provides insights into how arctic lowland landscapes may change and evolve in the coming decades to centuries.

中文翻译：

---

确定阿拉斯加西部北极沿海平原历史和未来潜在的湖泊排水事件

摘要 位于永久冻土区的北极湖泊容易遭受灾难性排水。在这项研究中，我们使用 USGS 地形图、历史航空摄影（1955 年）和 Landsat 影像（约 1975 年、约 2000 年以及自 2000 年以来的每年）。我们确定了 98 个大于 10 公顷的湖泊在 62 年期间部分（> 25% 的面积）或完全排干。在约 30,000 平方公里的研究区内，年代际尺度的湖泊排水率从 2.0 个湖泊/年（1955-1975 年）下降到 1.6 个湖泊/年（1975-2000 年）和 1.2 个湖泊/年（2000-2017 年）。2000 年至 2017 年的详细 Landsat 趋势分析确定了两年，即 2004 年和 2006 年，有一组（五个或更多）湖泊排水系统，可能与河岸漫溢或上游侵蚀有关。为了确定未来潜在的湖泊排水系统，我们将历史湖泊排水系统观测与描述湖泊高程、水文连通性和相邻湖边地形梯度的地理空间数据集相结合，该数据集使用 5 米分辨率的数字表面模型开发。我们确定了大约 1900 个未来可能容易排水的湖泊。在最近一次研究期间发生排水的 20 个湖泊中，85% 的湖泊在未来的湖泊排水潜力数据集中被确定。我们对历史湖泊排水量、机制和路径的评估，以及对未来潜在湖泊排水的识别，提供了对北极低地景观在未来几十年到几个世纪可能如何变化和演变的见解。为了确定未来潜在的湖泊排水系统，我们将历史湖泊排水系统观测与描述湖泊高程、水文连通性和相邻湖边地形梯度的地理空间数据集相结合，该数据集使用 5 米分辨率的数字表面模型开发。我们确定了大约 1900 个未来可能容易排水的湖泊。在最近的研究期间排水的 20 个湖泊中，85% 的湖泊在这个未来的湖泊排水潜力数据集中被确定。我们对历史湖泊排水量、机制和路径的评估，以及对未来潜在湖泊排水的识别，提供了对北极低地景观在未来几十年到几个世纪可能如何变化和演变的见解。为了确定未来潜在的湖泊排水系统，我们将历史湖泊排水系统观测与描述湖泊高程、水文连通性和相邻湖边地形梯度的地理空间数据集相结合，该数据集使用 5 米分辨率的数字表面模型开发。我们确定了大约 1900 个未来可能容易排水的湖泊。在最近一次研究期间发生排水的 20 个湖泊中，85% 的湖泊在未来的湖泊排水潜力数据集中被确定。我们对历史湖泊排水量、机制和路径的评估，以及对未来潜在湖泊排水的识别，提供了对北极低地景观在未来几十年到几个世纪可能如何变化和演变的见解。利用 5 米分辨率的数字表面模型开发的水文连通性和相邻湖边地形梯度。我们确定了大约 1900 个未来可能容易排水的湖泊。在最近一次研究期间发生排水的 20 个湖泊中，85% 的湖泊在未来的湖泊排水潜力数据集中被确定。我们对历史湖泊排水量、机制和路径的评估，以及对未来潜在湖泊排水的识别，提供了对北极低地景观在未来几十年到几个世纪可能如何变化和演变的见解。利用 5 米分辨率的数字表面模型开发的水文连通性和相邻湖边地形梯度。我们确定了大约 1900 个未来可能容易排水的湖泊。在最近一次研究期间发生排水的 20 个湖泊中，85% 的湖泊在未来的湖泊排水潜力数据集中被确定。我们对历史湖泊排水量、机制和路径的评估，以及对未来潜在湖泊排水的识别，提供了对北极低地景观在未来几十年到几个世纪可能如何变化和演变的见解。在这个未来的湖泊排水潜力数据集中确定了 85%。我们对历史湖泊排水量、机制和路径的评估，以及对未来潜在湖泊排水的识别，提供了对北极低地景观在未来几十年到几个世纪可能如何变化和演变的见解。在这个未来的湖泊排水潜力数据集中确定了 85%。我们对历史湖泊排水量、机制和路径的评估，以及对未来潜在湖泊排水的识别，提供了对北极低地景观在未来几十年到几个世纪可能如何变化和演变的见解。