Hostname: page-component-74656f9884-g96k6 Total loading time: 0 Render date: 2026-11-09T20:49:55.543Z Has data issue: false hasContentIssue false

Finite-Element Simulation of the Thermal Regime of the Erebus Glacier Tongue, Antarctica

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

D.F.E. Stolle
Affiliation:
Department of Civil Engineering and Engineering Mechanics, McMaster University, Hamilton, Ontario L8S 4L7, Canada
F.A. Mirza
Affiliation:
Department of Civil Engineering and Engineering Mechanics, McMaster University, Hamilton, Ontario L8S 4L7, Canada
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Abstract

Finite-element method is used to determine the temperature distribution within the Erebus Glacier tongue based on information from short-term observations (Holdsworth, 1982). It is shown that, provided the up-stream temperature profile along the depth is known, steady-state assumptions are reliable for computing the temperature field within most of the ice mass at any given time for a glacier tongue. Numerical results from analyses of the Erebus Glacier tongue also indicate that the main transport of heat is through advection as expected and, hence, a realistic estimate of the velocity field becomes important.

Résumé

Résumé

Une méthode d’éléments finis est utilisée pour la détermination de la distribution de température dans la langue du Erebus Glacier qui s’appuie sur les information des observations, Holdsworth (1982). Cela montre que, sous réserve que le profil de température en profondeur soit connu à l’amont du courant, l’hypothèse d’état stationnaire apparait réellement justifiée pour le calcul du champ de température dans la plus grande partie de la masse de glace à tout temps donné pour une langue glaciaire. Les résultats numériques à partir des analyses de la langue du Erebus Glacier montrent aussi que le principal transport de chaleur se fait par advection comme on s’y attendait et que par conséquent une estimation réaliste de la distribution de vitesse s’avère importante.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Zur Bestimmung der Temperaturverteilung innerhalb der Zunge des Erebus Glacier auf der Grundlage von Beobachtungen (Holdsworth, 1982) wird die Methode der Finiten Elemente herangezogen. Es zeigt sich, dass unter der Voraussetzung, dass das gletscheraufwärts gelegene Temperatur–Tiefen-Profil bekannt ist, stationäre Annahmen eine durchaus zuverlässige Berechnung des Temperaturfeldes im Grossteil der Eismasse einer Gletscherzunge zu jedem beliebigen Zeitpunkt zulassen. Numerische Ergebnisse aus Analysen der Zunge des Erebus Glacier deuten ferner darauf hin, dass – wie erwartet – der Wärmetransport hauptsächlich auf Advektion beruht und deshalb eine realistische Abschätzung der Geschwindigkeitsverteilung von Bedeutung ist.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1986
Figure 0

Table I. Symbols

Figure 1

Fig. 1. Location of Erebus Glacier tongue (personal communication from G. Holdsworth, 1981).

Figure 2

Fig. 2. Boundary conditions for creep analysis.

Figure 3

Fig. 3. Finite-element grid and summary of data (personal communication from G. Holdsworth. 1981).

Figure 4

Fig. 4. Vertical velocities for various up-stream boundary conditions (a) along bottom of glacier tongue, and (b) at 1 km section.

Figure 5

Fig. 5. Deviatone stress S 11= (σ11 – σ22)/2 and shear stress along the glacier tongue for case A.

Figure 6

Fig. 6. Temperature profiles for cases (a) conduction only, (b) conduction, strain heating, and latent-heat release due to freezing of sea-water, and (c) same as (b) plus advection.