МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ЛЬДА НА ЗЕМЛЕ КОРОЛЕВЫ МОД В АНТАРКТИДЕ И ЕГО ПРИЛОЖЕНИЕ В ПАЛЕОРЕКОНСТРУКЦИЯХ ПОЗДНЕЧЕТВЕРТИЧНОГО КЛИМАТА


https://doi.org/10.15356/2076-6734-2012-4-5-16

Аннотация

Один из основных источников сведений о вариациях температуры воздуха в прошлом – физико-химические свойства льда в кернах, получаемых при глубоком бурении ледниковых щитов. В 2001–2006 гг. на станции Конен на Земле Королевы Мод в Антарктиде в рамках проекта EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica) было проведено глубокое бурение и получен ледяной керн длиной 2774 м. Вариации температуры воздуха практически линейно связаны с вариациями изотопного состава керна, однако восстановленный ряд температуры, помимо «климатического сигнала», содержит топографическую составляющую. Последняя обусловлена колебаниями локальной абсолютной высоты ледникового щита, а также тем обстоятельством, что лёд в керне образован из осадков, выпадавших вдоль траекторий движения частиц льда. Для расчёта неклиматического (топографического) смещения в изотопном и восстановленном по нему температурном ряду авторами статьи разработана методика, в основе которой лежит математическое моделирование течения льда. Оценки возраста льда и топографических поправок в придонной части в значительной степени определяются потоком геотермического тепла G. Анализ талой воды, обнаруженной при бурении в слоях льда вблизи подстилающих пород, показывает, что среднее по континенту (стандартное) значение G в окрестностях станции Конен занижено. Для установления разброса оценок возраста льда и значений неклиматического смещения в изотопном ряду из нижней части керна выполнена серия численных экспериментов, в которых G была выше стандартного значения на 5–30%.


Об авторах

O. O. Рыбак
Departement Geografie, Vrije Universiteit Brussel; Сочинский научно-исследовательский центр РАН
Бельгия


Ф. Хёбрехтс
Departement Geografie, Vrije Universiteit Brussel
Бельгия


Список литературы

1. Kotlyakov V.M., Gordienko F.G. Izotopnaya i geokhimicheskaya glatsiologiya. Isotope and geochemical glaciology. Leningrad: Hydrometeoizdat, 1982: 288 p. [In Russian].

2. Rybak O.O., Huybrechts F. Pattyn F., Steinhage D. Regional model of ice dynamics. Part 1. Description of model, numerical experiments and modern dynamics of stream in the vicinity of Kohnen Station. Materialy Glyatsiologicheskikh Issledovaniy. Data of Glaciological Data. 2007, 102: 3–11. [In Russian].

3. Rybak O.O., Huybrechts F. Pattyn F., Steinhage D. Regional model of ice dynamics. Part 2. Post-experimental data processing. Materialy Glyatsiologicheskikh Issledovaniy. Data of Glaciological Data. 2007, 103: 3–10. [In Russian].

4. Blatter H. Velocity and stress fields in grounded glaciers: a simple algorithm for including deviatoric stress gradients. Journ. of Glaciology. 1995, 41: 333–344.

5. Ekaykin A.A., Lipenkov V. Ya., Barkov V.I., Petit J.R., Masson-Delmotte V. Spatial and temporal variability in isotope composition of recent snow in the vicinity of Vostok station. Antarctica: implications for ice-core record interpretation. Annals of Glaciology. 2002, 35: 181–186.

6. Ekaykin A.A., Lipenkov V.Ya., Kuzmina I.N., Petit J.R., Masson-Delmotte V., Johnsen S. The changes in isotope composition and accumulation of snow at Vostok station, East Antarctica, over the past 200 years. Annals of Glaciology. 2004, 39: 569–575.

7. EPICA community members. Eight glacial cycles from an Antarctic ice core // Nature. 2004. V. 429. P. 623–628.

8. EPICA community members. One-to-one interhemispheric coupling of polar climate variability during the last glacial. Nature. 2006, 444: 195–198.

9. Fürst J.J., Rybak O., Goelzer H., De Smedt B., De Groen P., Huybrechts P. Improved convergence and stability properties in a three-dimensional higher-order ice sheet model. Geoscientific Model Development. 2011, 4: 1133–1149.

10. Hutter K. Theoretical Glaciology: material science of ice and the mechanics of glaciers and ice sheets. Dordrecht etc.: D. Reidel, 1983: 510 p.

11. Huybrechts P. The Antarctic ice sheet and environmental change. Bremerhaven, Germany, 1992 (Berichte zur Polarforschung. V. 99): 241 p.

12. Huybrechts P. Sea-level changes at the LGM from ice-dynamic reconstructions of the Greenland and Antarctic ice sheets during the glacial cycles. Quaternary Science Reviews. 2002, 21: 203–231.

13. Huybrechts P., de Wolde J. The dynamic response of the Greenland and Antarctic ice sheets to multiple-century climatic warming. Journ. of Climate. 1999, 12: 2169–2188.

14. Huybrechts P., Rybak O., Pattyn F., Steinhage D. Simulation of the ice-dynamical history around the EPICA DML drill site with a nested Antarctic ice sheet model [Электронный ресурс]. Abstracts of the Contributions of the EGU 2nd General Assembly, Nice, France, 26–30 April, 2004. Geophys. Research Abstracts, 6. 2004. (1 CD-ROM).

15. Huybrechts P., Rybak O., Pattyn F., Ruth U., Steinhage D. Ice thinning, upstream advection and non-climatic biases for the upper 89% of the EDML ice core from a nested model of the Antarctic ice sheet. Climate of the Past. 2007, 3: 577–589.

16. Huybrechts P., Rybak O., Steinhage D., Pattyn F. Past and present accumulation rate reconstruction in the Eastern Dronning Maud Land, Antarctica. Annals of Glaciology. 2009, 51: 112–120.

17. Lorius C., Jouzel J., Ritz C., Merlivat L., Barkov N.I., Korotkevich Y.S., Kotlyakov V.M. A 150,000-year climatic record from Antarctic ice. Nature. 1985, 316 (6029): 591–596.

18. Oerter H., Graf W., Wilhelms F., Minikin A., Miller H. Accumulation studies on Amundsenisen, Dronning Maud Land, Antarctica, by means of tritium, dielectric profiling and stable-isotope measurements: first results from the 1995-96 and 1996-97 field seasons. Annals of Glaciology. 1999, 29: 1–9.

19. Oerter H., Wilhelms F., Jung-Rothenhäusler F., Göktas F., Miller H., Graf W., Sommer S. Accumulation rates in Dronning Maud Land, Antarctica, as revealed by dielectric-profiling measurements of shallow firn cores. Annals of Glaciology. 2000, 30: 27–34.

20. Pattyn F. A new three-dimensional higher-order thermomechanical ice sheet model: Basic sensitivity, ice stream development, and ice flow across subglacial lakes. Journ. of Geophys. Research. 2003, 108 (B 8). 2382. doi:10.1029/2002JB002329.

21. Pollack H.N., Hurter S.J., Johnson J.R. Heat flow from the Earth’s interior: analysis of the global data set. Reviews of Geophys. and Space Physics. 1993, 31 (3): 267–280.

22. Robin G. de Q. Ice cores and climatic change. Philosophical Transactions of Royal Society. London. Ser. B. 1977, 280: 143–168.

23. Rybak O., Huybrechts P. Sensitivity of the EDML ice core chronology to geothermal heat flux. Data of Glaciological Data. 2008, 105: 35–40.

24. Vinther B.M, Buchardt S.L., Clausen H.B., Dahl-Jensen D., Johnsen S.J., Fisher D.A., Koerner R.M., Raynaud D., Lipenkov V., Andersen K.K., Blunier T., Rasmussen S.O., Steffensen J.P., Svensson A.M. Holocene thinning of the Greenland ice sheet. Nature. 2009, 461: 385–388.

25. Wesche C., Eisen O., Oerter H., Schulte D., Steinhage D. Surface topography and ice flow in the vicinity of EDML deep-drilling site. Journ. of Glaciology. 2007, 53: 442–448.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Рыбак O.O., Хёбрехтс Ф. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ЛЬДА НА ЗЕМЛЕ КОРОЛЕВЫ МОД В АНТАРКТИДЕ И ЕГО ПРИЛОЖЕНИЕ В ПАЛЕОРЕКОНСТРУКЦИЯХ ПОЗДНЕЧЕТВЕРТИЧНОГО КЛИМАТА. Лёд и Снег. 2012;52(3):5-16. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2012-4-5-16

For citation: Rybak O.O., Huybrechts P. MATHEMATICAL MODELING OF ICE FLOW IN QUEEN MAUD LAND, ANTARCTICA, AND ITS APPLICATION TO THE LATE QUATERNARY CLIMATIC PALEORECONSTRUCTION. Ice and Snow. 2012;52(3):5-16. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2012-4-5-16

Просмотров: 357

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2076-6734 (Print)
ISSN 2412-3765 (Online)