Hostname: page-component-74656f9884-j7cmm Total loading time: 0 Render date: 2026-11-09T07:55:06.585Z Has data issue: false hasContentIssue false

The Distribution of 10 Meter snow Temperatures on the Greenland Ice Sheet

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

S. J. Mock
Affiliation:
U.S. Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory, Hanover, New Hampshire, U.S.A
W. F. Weeks
Affiliation:
U.S. Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory, Hanover, New Hampshire, U.S.A
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Abstract

All available 10 m. snow temperatures from the Greenland Ice Sheet have been analyzed using multiple regression techniques to develop equations capable of accurately predicting these temperatures. The analysis was carried out for all Greenland and for various sub-areas. The resulting equations show that 10 m. snow temperatures can be accurately predicted from the parameters latitude and elevation. Longitude was found to be a further significant parameter in south Greenland.

Gradients of 10 m. snow temperatures versus elevation for north Greenland are close to the dry adiabatic lapse rate indicating adiabatic warming of katabatic winds as the controlling mechanism in their altitudinal distribution. In both south Greenland and the Thule peninsula, gradients of 10 m. snow temperatures versus elevation are markedly greater than the dry adiabatic lapse rate and are highly dependent upon elevation, indicating downward transfer of latent heat in the snow, largely as a result of percolating melt water.

An isotherm map, showing the distribution of 10 m. snow temperatures on the Greenland Ice Sheet calculated from the prediction equations, was prepared. The map is based upon a revised contour map of the ice sheet made from a compilation of all known elevations.

Résumé

Résumé

Toutes les températures à 10 m de profondeur disponibles de l’indlandsis du Groenland ont été analysées avec de multiples techniques de regression pour développer des équations capables d’une prédiction précise de ces températures. Cette analyse a été conduite pour tout le Groenland et diverses zones analogues. Les équations obtenues montrent que les températures de la neige à 10 m de profondeur peuvent ètre prédites avec précision à partir des paramètres latitude et altitude. La longitude est un paramètre supplémentaire valable pour le sud du Groenland. Les gradients des températures de la neige à 10 m de profondeur en fonction de l’altitude pour le nord du Groenland, sont proches des valeurs d’abaissement adiabatique de l’air sec, montrant ainsi que l’échauffement adiabatique des vents catabathiques est le mécanisme qui contrôle leur distribution en fonction de l’altitude. A la fois dans le sud du Groenland et dans la péninsule de Thule, les gradients des températures de neige en fonction de l’altitude sont nettement plus forts que l’abaissement adiabatique de l’air sec et dépendent grandement de l’altitude, montrant ainsi le transfert vers le bas dans la neige de la chaleur latente due en majeure partie à l’infiltration de l’eau de fonte. Une carte des isothermes des températures à tom de profondeur de l’indlandsis du Groenland a été établie, températures calculées à partir des équations de prévision. Cette carte se base sur une nouvelle carte altimétrique de l’indlandsis du Groenland établie après compilation de toutes les altitudes connues.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Alle verfügbaren Schneetemperaturen in 10 m Tiefe auf dem grönländischen Inlandeis wurden durch Mehrfach-Regression analysiert, um Gleichungen zur genauen Vorhersage dieser Temperaturen zu gewinnen. Die Analyse erstreckte sich über Gesamt-Grönland und über verschiedene Teilgebiete. Die resultierenden Gleichungen zeigen, dass Schneetemperaturen in 10 m Tiefe in Abhängigkeit von zwei Parametern, nämlich geographischer Breite und Meereshöhe, genau vorhergesagt werden können. In Süd-Grönland erwies sich die geographische Länge als weiterer bedeutsamer Parameter. Die Änderung der Schneetemperatur in 10 m Tiefe mit der Höhe stimmt in Nord-Grönland eng mit dem trocken-adiabatischen Temperaturgradienten überein, womit sich die adiabatische Erwärmung von Fallwinden als der bestimmende Faktor für ihre Höhenverteilung erweist. Sowohl in Süd-Grönland wie auf der Thule-Halbinsel ist die Änderung der Schneetemperatur in 10 m Tiefe mit der Höhe merklich grösser als der trocken-adiabatische Temperaturgradient und hängt stark von der Meereshöhe ab, was auf einen Abwärts-Transport von latenter Wärme im Schnee, weitgehend gebunden an durchsickerndes Schmelzwasser, schliessen lässt. Eine Isothermen-Karte wurde entworfen, aus der dir Verteilung der Schneetemperaturen in 10 m Tiefe auf dem grönländischen Inlandeis auf Grund der Vorhersage-Gleichungen hervorgeht. Die Karte beruht auf einer revidierten Höhenlinienkarte des Inlandeises, in der alle bekannten Meereshöhen berücksichtigt sind.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1966
Figure 0

Fig. 1. Map of Greenland showing the location of 10 m. snow temperature data points

Figure 1

Table I. Multiple Regression Equations of ϒp (10 M. Snow Temperature, °C.), Versus X1 (Latitude, Degrees and Hundredths), X2 (Elevation, Meters), and X3 (Longitude, Degrees and Hundredths) for areas of Greenland and Antarctica

Figure 2

Fig. 2. Isotherms for north Greenland based on equation (2)

Figure 3

Fig. 3. Temperature–elevation gradient versus latitude for north Greenland based on equation (2)

Figure 4

Fig. 4. Isotherms for south Greenland based on equation (4)

Figure 5

Fig. 5. The −20°C. isothermal surface for south Greenland based on equation (5)

Figure 6

Fig. 6. Temperature–elevation isograds versus elevation and latitude for south Greenland based on equation (5)

Figure 7

Fig. 7. Temperature-latitude gradient versus elevation from south Greenland based on equation (5)

Figure 8

Fig. 8. Isotherms for the Thule peninsula, Greenland based on equation (7)

Figure 9

Fig. 9. Comparison of mean surface temperatures at Thule Air Base, Camp TUTO, “TUTO East”, and “Camp Century” with mean upper air temperatures at Thule Air Base

Figure 10

Fig. 10. Temperature–elevation isograds versus latitude and elevation for the Thule peninsula, Greenland based on equation (7)

Figure 11

Fig. 11. All Greenland isotherms versus latitude and elevation based on equation (9)

Figure 12

Fig. 12. All Greenland temperature–elevation isograds versus latitude and elevation based on equation (9)

Figure 13

Fig. 13. Isotherm map of Greenland based on equations (2) and (5)

Figure 14

Fig. 14. Contour map of the Greenland Ice Sheet

Figure 15

Fig. 15. Isotherms of mean annual temperature for all Greenland from equation (10) using only dry-snow facies data

Figure 16

Fig. 16. Contours showing deviation of measured 10 m. snow temperature from mean annual air temperature predicted by equation (10)

Figure 17

Fig. 17. The −30°C. and −28°C. isothermal surfaces for Marie Byrd Land, Antarctica, based on equation (12)

Figure 18

Fig. 18. 10 m. snow temperatures versus elevation for Victoria Land, Antarctica, based on equation (14)