Hostname: page-component-74656f9884-54qdv Total loading time: 0 Render date: 2026-11-10T01:29:27.312Z Has data issue: false hasContentIssue false

Determination of the Three-Dimensional Velocity Field in a Glacier*

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

C.F. Raymond*
Affiliation:
California Institute of Technology, Pasadena, California 91109, U.S.A.
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

A method for the determination of the three-dimensional velocity field in a glacier is described, Measurements in three or more bore holes arranged in an appropriate array are needed for its application. Surface motion measured by triangulation and tape measure, bore-hole profiles given by inclinometry, and the geometry of the bed are all considered simultaneously in order to determine the velocity field. The basic assumption is that velocity between the bore holes can be represented by suitable interpolation based on the measurements in the holes. Ice displacement parallel to bore holes is calculated indirectly from incompressibility and the constraint that velocity normal to the bed be zero. As an example, the method is applied to an array of 9 bore holes in Athabasca Glacier.

Résumé

Résumé

On décrit une méthode pour la détermination du champ des vitesses dans les trois dimensions sur un glacier. Dans son application il faut faire des mesures dans 3 ou plus trous de forage répartis suivant une disposition appropriée. Les mouvements en surface mesurés par triangulation et chainage, les profils des forages donnés par inclino-métrie et la géométrie du lit sont pris en compte simultanément afin de déterminer le champ de vitesse. L’hypothèse de base est que la vitesse entre les forages peut être représentée par une interpolation convenable basée sur les mesures dans les forages. Le déplacement de la glace parallèlement aux forages est calculé indirectement à partir de l’incompressibilité de la glace et de l’obligation que la vitesse normale au lit soit pulle. La méthode est appliquée, à titre d’example, pour un reseau de 9 trous de forage dans le Glacier de l’Athabasca.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Eine Methode zur Bestimmung des dreidimensionalen Geschwindigkeitsfeldes in einem Gletscher wird beschrieben. Zu ihrer Anwendung sind Messungen in drei oder mehr geeignet angeordneten Bohrlöchern notwendig. Zur Bestimmung des Geschwindigkeitsfeldes werden gleichzeitig die Oberilächenbewegung, gemessen mittels Triangulation und Messband, Bohrlochprofile, bestimmt mit Hilfe der Klinometrie, und die Geometrie des Gletscherbettes herausgezogen. Die grundlegende Annahme dabei ist, dass die Geschwindigkeit zwischen den Bohrlöchern durch geeignete Interpolation, die sich auf die Messungen in den Löchern stützt, erfasst werden kann. Die Eisverschiebung parallel zu den Bohrlöchern wird indirekt aus der Inkuinpressibilität und der Zwangsbedingung, dass die Geschwindigkeit senkrecht zum Untergrund gleich Null ist, berechnet. Als Beispiel wird die Methode auf eine Anordnung von 9 Bohrlöchern auf dein Athabasca Glacier angewendet.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1971
Figure 0

Fig. 1. View of hole displacement projected on xy plane.

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Fig. 2. Iterative cycle for calculation of velocity and strain-rate.

Figure 2

Fig. 3. Arrangement of bore hales and surface markers. Holes are named according to their location in a grid of longitudinal lines (denoted by numerals) and lateral sections (denoted by letters). Depths in meters to which deformation data were obtained is indicated for each bore hole.

Figure 3

Fig. 4. ud versus z for selected depth at section A.

Figure 4

Fig. 5. ∂udversus z for selected depths at section A.

Figure 5

Fig. 6. wdversus z for selected depths at section A. Computed derivatives ∂wd|∂z are represented by line segments’, curves represent interpolating functions which are compatible with the computed slopes.

Figure 6

TABLE I. Formulae for derivatives of wd

Figure 7

Fig. 7. Depth distribution ud computed at hole 1A under the assumption (1) that deformation is simple shear parallel to the surface (short dashes), (2) that x and z gradients of velocity are independent of depth (long dashes) and from (3) the converged iterative cycle (solid curve).

Figure 8

TABLE II. Comparison of u calculated at the bed by equation (17)(vu*) and by equation (19) (vb)