寒冷地研究工学研究所

CRRELの前身と設立については公式の歴史に記録されている。^{[ 17 ]} 1944年から1953年にかけて、米国陸軍工兵隊はCRRELの前身となる3つの独立した組織を設立した。工兵隊はニューイングランド管区内に、 1944年にマサチューセッツ州ボストンに「霜の影響を受ける地域の道路、飛行場、構造物の設計と建設に対する霜の影響に関する研究を調整する」ための霜の影響研究所を設立した。工兵隊のセントポール（ミネソタ州）管区は、永久凍土上に飛行場を建設するための設計方法と建設手順を決定するために、1944年に永久凍土部を設立した。

陸軍工兵隊は1949年にSIPRE（雪氷永久凍土研究施設）を設立し、1951年にイリノイ州ウィルメットに移転した。その目的は「雪、氷、凍土に関する基礎研究および応用研究を行うこと」であった。1953年、陸軍工兵隊はセントポール地区の霜影響研究所と永久凍土部門を統合し、ボストンにACFEL（北極建設霜影響研究所）を設立した。1959年、SIPREの研究者はグリーンランド氷床を基盤とした施設で技術的および科学的な問題を研究するために、グリーンランドのキャンプ・センチュリーの設立に参加した。統合されたSIPREとAFCEL組織のための新しい施設を建設した後、陸軍工兵隊は1961年2月1日にニューハンプシャー州ハノーバーにCRRELを設立した。

CRRELの研究者とスタッフは、設立後最初の25年間、北極、南極、アラスカ、五大湖で活動し、気候史データの提供、資源採掘問題への取り組み、冬季航行の拡大などに尽力した。

アラスカ・ノーススロープにおける石油開発の促進

1967年にアラスカのブルックス山脈の北で石油が発見されたことで、CRRELは参加石油会社のコンサルタントとして、2つの基本的な疑問に答える立場にあった。それは、凍土、永久凍土、あるいは常に凍結しているボーフォート海の海底から石油を抽出する方法、そして原油を精製・消費のためにアメリカ本土へ輸送する最適な方法である。

CRRELのスタッフは、砕氷石油タンカーの使用と、アラスカの大部分を永久凍土地域を越えて横断する陸上パイプラインの使用という2つの輸送オプションの調査に参加しました。ボーフォート海に関しては、CRRELの研究者は、沖合掘削作業に問題となる北極海の海氷の特性と挙動の研究を実施しました。 ^{[ 19 ]} CRRELの研究者は、海上輸送オプションの実現可能性を評価するために、砕氷石油タンカーSSマンハッタンの2回の航海に積極的に参加しました。同時に、CRRELのエンジニアは、トランスアラスカパイプラインの連邦検査官をレビューし、助言しました。パイプラインの建設中、CRRELの研究者は、永久凍土と氷上の基礎と道路の工学的影響を調査しました。^{[ 17 ] [ 20 ]}

冷戦における役割

CRRELは、冷戦時代に米国空軍が遠距離早期警戒（DEW）ライン施設のシステムを確立し維持するのを支援する役割を果たしました。 ^{[ 22 ]} 1976年、CRRELの研究者は、建設された氷の移動によって基礎が損なわれたグリーンランド氷冠上の高さ10階建て、重さ3,300トンのDEWライン施設を新しい基礎に移設するのに尽力しました。^{[ 23 ]} 1984年、CRRELの職員は、DEWラインに代わる 新しい北方警戒システムの31か所の調査報告書を完成させました。 ^{[ 17 ] [ 24 ]}

CRRELとソ連の寒冷地研究機関との継続的な科学交流は1972年に始まり、これにはレニングラードの北極南極研究所とヤクーツクの永久凍土研究所が含まれていた。^{[ 17 ]}

CRRELの2年目の25年間は、ソビエト連邦の崩壊、冷戦の終結、そして資金調達の変化によって、議会からの直接予算配分の比重が減り、技術報告書のスポンサーシップからもわかるように、CRRELの顧客からの研究費償還への依存度が高まった時期であった。^{[ 25 ]} CRRELの研究に資金を提供した顧客には、米陸軍、空軍、海軍のさまざまな部門が含まれていた。さらに、国立科学財団、環境保護庁、NASAなどの民間機関も、研究の答えを求めてCRRELに頼った。また、さまざまな民間組織が、直面する問題を解決するためにCRRELの研究に資金を提供した。CRRELの技術報告書のリストには、科学と工学を網羅する27のトピックカテゴリが記載されている。^{[ 26 ]}

軍事研究

CRRELは、赤外線画像、レーダー^{[ 27 ]} 、音響^{[ 28 ]}、または地震^{[ 29 ]センサーを介してあらゆる気象条件下で敵の動きを検出することを容易にする信号伝搬プログラムにより、米軍へのサービス提供能力を拡大し続けました。また、部分的に爆発した爆発物[ 30 ]}や不発弾（UXO）^{[ 31 ]}が主な原因である訓練地の汚染物質の特定と浄化を容易にすることで、米陸軍の環境ニーズにも応えました。他の研究者は、雪や泥だらけの地形での車両の移動の問題に取り組みました。CRRELの研究者は、C-17軍用輸送機の戦術滑走路要件の定義に参加しました^{[ 32 ] 。}

民間研究

CRRELのスタッフは、北極と南極の両方で極地研究において引き続き大きな功績を残しました。北極では、CRRELの研究者は北極海航路の船舶のモデリング^{[ 33 ]}や、地球規模の気候モデルに極地のデータを提供するために1997年10月から1998年10月にかけて北極海で実施された北極海の表面熱収支（SHEBA）実験^{[ 34 ] [ 35 ]}に積極的に取り組みました。他の研究者は、地球規模の気候変動に関連するデータを収集するために、南極とグリーンランドを横断しました^{[ 36 ]}。 2010年には、CRRELの研究者が、「気候変動が北極太平洋環境の生態系と化学に及ぼす影響」またはICESCAPEと呼ばれる別の砕氷船ベースの科学ミッションの共同主任科学者として、「気候変動がチュクチ海とボーフォート海の生物地球化学と生態に及ぼす影響」を解明しました^{[ 37 ]}。

CRRELの他の研究者たちは、南極にある米国国立科学財団の研究施設をアップグレードおよび維持する方法を開発しました。これには、新しい南極点基地の設計と建設、および現代の航空機が雪の滑走路に着陸できるようにする基準の開発が含まれます。^{[ 38 ]} CRRELのスタッフは、南極山脈と南極氷冠を越えてロス棚氷を横断する新しい陸上補給ルートを調査し、開発を支援して、南極点基地への補給コストを削減しました。^{[ 39 ] [ 40 ]} 2016年、CRRELの研究土木技術者は、マクマード基地用の新しい雪の滑走路「フェニックス」を設計、建設、テストしました。これは、大型の車輪付き輸送機の年間約60回の出撃に対応できるように設計されています。^{[ 41 ]}

CRRELの研究者たちは、陸軍工兵隊の土木事業ミッションにおいて、氷詰まりを回避する革新的な方法や、こうした問題が広範囲に発生していることに対処するためのデータベースを開発しました。^{[ 42 ]}これらの問題のモデリングを支援するために、大規模な氷工学施設が建設されました。衛星画像と情報マッピングのリソースをより効果的に活用して世界中の問題に対処するために、リモートセンシングとGIS （地理情報システム）施設と組織が設立されました。 ^{[ 43 ]}もう1つの主要な施設である霜の影響研究施設は、凍結融解の影響を受ける飛行場や道路に関連する問題を研究するために建設されました。舗装路上の車両や航空機のタイヤの通過をシミュレートするために、自動荷重機が取得されました。^{[ 44 ]}建築技術では、研究者たちは、米国全土の積雪と着氷荷重を特定するための統計的手法^{[ 45 ]}、熱損失の測定基準^{[ 46 ] [ 47 ]}、屋根の水分検出基準^{[ 48 ]}、および凍結防止浅基礎基準^{[ 49 ]の開発に貢献しました。}

陸軍研究開発功績賞は、陸軍研究所システム内で働く優れた研究者に授与されます。CRRELの著名な受賞者には、次のような人がいます。^{[ 17 ]}

• 1967年 – グリーンランドと南極での氷床コア掘削に対してライル・ハンソン。海氷の形成と物理的特性に関する研究に対してウィルフォード・ウィークス。^{[ 56 ]}
• 1970年 – グンター・フランケンシュタインはSSマンハッタンでの作業と、撃墜されたB-52の回収への協力に対して表彰された。^{[ 56 ]}
• 1971年 – ジェームズ・ヒックスが飛行場の霧散技術で受賞。^{[ 56 ]}
• 1976年 – ピーター・フークストラ、ポール・セルマン、スティーブン・アルコーネ、アラン・デラニーは、トランスアラスカパイプラインに関連する地下地球物理探査技術の開発に対して表彰された。マルコム・メラーは、雪、氷、凍土の掘削と爆破に関する研究により、凍土の迅速な掘削と水門壁からの氷の切断を可能にし、南極の大きな氷壁を制御して爆破し、補給船のドッキング用の桟橋を作ったことに対して表彰された。^{[ 56 ]}
• 1977年 – マルコム・メラーは、掘削機械の設計に役立つ工学原理を開発した功績により表彰された。^{[ 56 ]}
• 1978年 – ウェイン・トビアソンは、グリーンランド氷床にある高さ10階建て、重さ3,300トンの遠距離早期警戒（DEW）ライン施設を移設し、推定150 万ドルの節約を実現した。^{[ 56 ]}
• 1979年 – フレデリック・クロリーに、永久凍土における杭基礎に関するトランスアラスカパイプラインの建設について助言を求めた。^{[ 56 ]}
• 1980年 – ウィルフォード・ウィークス、浮氷、特に海氷に関する工学的問題の科学的基礎を確立した功績に対して。^{[ 56 ]}
• 1982年 – ジョージ・アシュトンは、河川や湖の氷の熱プロセスを研究し、エアバブラーと温水排出による氷の形成制御を可能にした。^{[ 56 ]}
• 1983年 –スペースシャトル・コロンビアの過冷却燃料タンクにおける氷の形成予測においてNASAを支援したマイケル・フェリック。凍結土壌中の水分含有量と輸送を調査するために核磁気共鳴（NMR）技術を使用した中野義介、ジョセフ・オリファント、アラン・タイス。繰り返される洪水を軽減するための微細氷制御構造の設計を行ったデビッド・デック。^{[ 56 ]}
• 1985年 – リチャード・L・バーグ、エドウィン・J・チェンバレン・ジュニア、デビッド・M・コール、サデウス・C・ジョンソンは、舗装システムの凍結と融解中の熱と水分の流れを計算することを可能にする技術に対して表彰された。^{[ 56 ]}
• 1986年 – ジョン・H・ランドとベン・ハナモトは、陸軍工兵隊の航行用閘門の氷を制御するシステムを開発した功績により表彰された。^{[ 56 ]}
• 1987年 – 河川の氷の崩壊を説明する水力学理論を開発したマイケル・G・フェリック。陸軍弾薬工場からの廃水中の残留爆発物レベルを決定する標準分析法を開発したトーマス・F・ジェンキンス・ジュニアとダニエル・C・レゲット。氷に覆われた河川にリボンブリッジを設置する技術を開発したマルコム・メラー、マーク・F・ウェイト、ダリル・J・カルキンス、バリー・A・クーテルマーシュ、デビッド・A・ルルー。永久凍土の地下特性を特徴付けるために地球物理学的技術を使用したスティーブン・A・アルコーネ、ポール・V・セルマン、アラン・J・デラニー。^{[ 56 ]}
• 1988年 – エドウィン・J・チェンバレン・ジュニア、イスカンダー・K・イスカンダー、C・ジェームズ・マーテルは、下水汚泥、浚渫土砂、堆積物の処理技術、および凍結を利用した有害廃棄物サイトの除染技術で受賞。ジョージ・L・ブレイスデルは、雪上走行する車輪付き車両に関する研究で受賞。デビッド・S・デックは、発電所の冷却池水を利用して河川の氷塊の形成を防止した功績で受賞。フレデリック・C・ゲルンハルトとチャールズ・J・コルホネンは、積層屋根膜の水ぶくれを迅速に修復する装置で受賞。^{[ 56 ]}
• 1989年 – レイチェル・ジョーダンが積雪の表面温度を予測する解析モデルを発表。^{[ 56 ]}
• 1990年 – オースティン・コバックスとレックスフォード・M・モーリーは、海氷と淡水氷の厚さと海氷の電磁特性、および地球温暖化の速度の理解を測定するレーダーと電磁誘導システムについて研究した。^{[ 56 ]}
• 1991年 – エドガー・L・アンドレアス氏、空気乱流が光透過に及ぼす影響の理解を深めた功績に対して。^{[ 56 ]}
• 1995年 – ダニエル・ローソン、スティーブン・アルコーネ、アラン・デラニーは、地中レーダー技術を用いて地下の有害廃棄物や有毒廃棄物を特性評価した功績で表彰された。ジェームズ・ウェルシュとジョージ・ケーニッヒは、合成熱赤外線シーン生成機能の先駆者として表彰された。^{[ 56 ]}
• 1996年 – ドナルド・G・アルバートは、凍った地面や雪が存在する状況下での音響および地震波の伝播を記述する理論に対して賞を受けた。^{[ 56 ]}
• 1998年 – キャスリーン・F・ジョーンズは、送電線や通信塔などの構造物に対する設計氷荷重に関する新しい国家標準地図を作成した。^{[ 56 ]}
• 2001年 – ロバート・E・デイビスは、最先端のモデリング、水文学、リモートセンシングに関連する物理理論の進歩に対して受賞した。^{[ 56 ]}
• 2004年 – D. Keith Wilsonは、大気乱流を記述する準ウェーブレットを使用して、大気音響効果の現実的なシミュレーションを可能にする音波伝播理論とモデリングに対して受賞した。^{[ 56 ]}
• 2005年 – D. Keith Wilson (Sandra L. Collier および David H. Martin と共に) は、多孔質材料および移動する乱流流体における音の伝播の時間領域理論と数値的手法を用いた音の伝播理論とモデリング、および音の伝播の計算における大気乱流による散乱の組み込みに対して受賞した。^{[ 57 ]}
• 2008年 – スティーブン・アルコーネ、ヨフン・コー、ランボ・リウは、ドップラー法を用いて近角入射角での電波の前方散乱を測定することにより、地形上の電波伝搬を理解した。アントニオ・パラッツォとティモシー・キャリーは、軍事訓練場で使用するための新しい遺伝資源を開発した。^{[ 58 ]}
• 2009年 – デビッド・コールとマーク・ホプキンス（ジョン・ピーターズと共に）は、実験結果によって検証された離散要素モデリングによる粒状材料の知識の統合に対して受賞した。^{[ 59 ]}

CRRELは研究所として、1975年と1978年に陸軍から優秀賞を受賞しました。^{[ 17 ]} 1991年と1994年には、CRRELは陸軍年間最優秀研究所賞を受賞しました。^{[ 60 ] [ 61 ]} 1997年には、同研究所は陸軍年間最優秀研究所賞を受賞しました。^{[ 62 ]} 1999年にERDCに加わって以来、CRRELは一貫して優れた業績に貢献し、ERDCは最初の8年間で5回、陸軍年間最優秀研究所賞を頻繁に受賞するようになりました。^{[ 63 ]}