Модель PTAA GMB - PTAA GMB Model

PTAAGMB (Баланс массы ледников и осадков-температура-площадь-высота)

Обзор

Модель PTAAGMB используется для расчета ледниковой баланс массы, основной индикатор его здоровья, и отображает изменения баланса массы во времени, чтобы предсказать его будущее.

Модель PTAAGMB, разработанная в середине 1990-х годов гляциологом Венделлом Тангборном, представляет собой простую и надежную альтернативу сложной задаче измерения ледников вручную с использованием снежных ям и столбов для абляции.

Модель PTAAGMB требует только данных наблюдений за осадками и температурой (PT) с близлежащих низковысотных метеостанций и распределения площади ледника по высоте (AA).

Баланс массы ледников и изменение климата

Ледники сверхчувствительны к мельчайшим изменениям климата и реагируют изменением своего размера, продвижением или отступлением. Баланс массы или разница между накоплением снега и абляцией снега и льда имеет решающее значение для здоровья ледника и его выживания. Ледник Колумбия на Аляске - это большой приливный ледник, который начал резко отступать в 1970-х годах из-за колебаний климата и начал сбрасывать большое количество айсбергов в пролив Принца Уильяма. Эти айсберги были ответственны за крупный разлив нефти в 1989 году, когда капитан нефтяного танкера попытался избежать их и сел на мель.[1]

Распределение площади и высоты

Ключом к модели PTAAGMB является распределение площади ледника по высоте, которое представляет собой просто площадь поверхности ледника как функцию высоты. Профиль AA - это уникальная особенность ледника, сформировавшаяся в результате тысячелетней эрозии коренной породы, лежащей под ним. Таким образом, высотное распределение местности включило в себя прошлую историю климата, которая сформировала ледник.

Модель PTAAGMB использует ежедневные значения таких переменных баланса, как высота снежной линии, высота нулевого баланса, баланс ледника, баланс потока и коэффициент площади накопления, которые коррелируются в течение сезона абляции с использованием двухступенчатой ​​полиномиальной регрессии для получения наименьшей ошибки аппроксимации. Когда достигается минимальная средняя ошибка (или максимальное R2), сгенерированные балансы и другие переменные считаются действительными. Метод симплексной оптимизации используется для определения оптимальных значений коэффициентов, которые используются в алгоритмах для преобразования метеорологических наблюдений в накопление снега и абляцию снега и льда.[2]

Применение к ледникам

Модель PTAAGMB успешно использовалась на ряде ледников в различных частях мира: в США, ледниках Беринга, Гулкана, Аляски, Лимон-Крик, Менденхолл, Росомахе и хребте Врангеля; в штате Вашингтон, на леднике Южный Каскад; в Европе - австрийские ледники Hintereisferner, Kesselwanferner и Vernagt Ferner.

Баланс массы и сток Ледник Лангтанг в Непал была определена с помощью модели PTAAGMB с использованием ежедневных метеорологических наблюдений, наблюдаемых в Катманду. Это единственный гималайский ледник, для которого были рассчитаны баланс массы и сток.[3]

Расчет толщины ледника

Еще одна особенность модели PTAAGMB - это возможность оценивать толщину ледника на основе измерений скорости потока льда и баланса массы.[4] Средняя толщина Южный каскадный ледник в 1965 году было установлено, что его длина составляет 83 метра на основе измерений скорости потока и баланса. Проведенные позднее замеры глубины скважины ледника примерно согласуются с этой оценкой.

Расчет баланса массы, стока и нагонов

Баланс массы, сток и нагоны Берингов ледник были рассчитаны с помощью модели PTAAGMB с использованием метеорологических наблюдений на Кордова и Якутат, Аляска. Потеря объема льда, измеренная с помощью модели PTAAGMB, находится в пределах 0,8% от потерь, измеренных геодезическим методом. Сток с ледника Беринга (полученный в результате моделирования абляции и дождя) коррелирует с четырьмя ледниковыми нагонами, произошедшими с 1951 года.[5]

Сравнение методов баланса массы

Сравнение баланса массы ледников по гляциологический, гидрологический а методы картирования показали, что внутри ледников хранится значительное количество жидкой воды.[6] Накопленная вода в ледниках теперь считается ключом к пониманию распада Антарктики и Ледяные шапки Гренландии.

Дополнительная информация

Веб-сайт с результатами PTAAGMB, опубликованными по 9 различным ледникам, 5 из которых сравниваются с доступными ручными измерениями, можно увидеть по адресу www.ptaagmb.com.

Модель PTAAGMB и сравнительная таблица измерений, выполненных вручную

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Использование низковысотных метеорологических наблюдений для расчета баланса массы ледника Колумбия на Аляске и соотнесения его с отелом и скоростью, Тангборн, В., Отчет Центра полярных исследований Берда № 15, Отчет семинара по ледникам Калвинга, 1997, Колумбус, Огайо.
  2. ^ Модель баланса массы, в которой используются метеорологические наблюдения на малых высотах и ​​распределение ледников по площади и высоте, Tangborn, W., Geografiska Annuler, 81A, 1999.
  3. ^ Баланс массы и сток частично покрытого мусором ледника Лангтанг, Непал, Тангборн. У. и Рана, Бирбал, Покрытые обломками ледники, Материалы семинара, проведенного в Сиэтле, Вашингтон, США, сентябрь 2000 г., публикация IAHS No. 264, 2000.
  4. ^ Чистый бюджет и сток ледника Южный каскад, Вашингтон, Мейер, М. и Тангборн, В., Журнал гляциологии, Геологическая служба США, 1965.
  5. ^ Баланс массы, сток и нагоны ледника Беринга, Аляска, Тангборн, W. Криосфера, 7, 1-9, 2013
  6. ^ Сравнение баланса массы ледников с помощью гляциологических, гидрологических и картографических методов, Южный каскадный ледник, Вашингтон, Тангборн, В., Криммель, Р., Мейер, М., Симпозиум по снегу и льду, Труды Московского симпозиума, август 1971: IAHS- АИШ, паб. № 104, 1975 г.

внешняя ссылка