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The Energy-Balance Structure of the Antarctic Ice Sheet/Atmosphere System as an Index of Antarctic Glaciation*

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

V. G. Aver’yanov*
Affiliation:
Arkticheskiy i Antarkticheskiy Nauchno-Issledovatel’skiy Institut, 34 Fontanka, Leningrad 191104, U.S.S.R.
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Abstract

Mean multi-year values of the components of external mass and energy exchange in the ice sheet, moisture, radiation, and heat balances in the system Antarctic ice sheet/atmosphere have been estimated by various methods.

The major features of the above-mentioned balances have been determined as absolute and relative values. For the moisture balance, income of advective moisture is equal to 100%; loss due to accumulation of moisture in the ice sheet is 83%, due to sink into the atmosphere is 15%, and sink from the ice sheet surface is 2%. As for the radiation balance it has been found that income due to radiation at the top of the atmosphere and absorbed by the atmosphere long-wave radiation are 57% and 43%, respectively; loss due to reflected short-wave radiation is 35%, atmospheric long-wave radiation is 78%, and net outgoing radiation from the surface is 9%. Heat budget components have been found as follows: income due to absorbed short-wave radiation is 49%, advection of heat is 40%, and latent heat from phase transition of advective moisture is 11%; loss due to outgoing long-wave radiation is 98%, heat from phase transition of atmospheric moisture is 2%.

The Antarctic ice sheet is a vast area of heat sink. Constant negative surface radiation balance and low temperature of the ice sheet suggest that the latter will exist at any small amount of precipitation and, therefore, current glaciation of Antarctica is rather stable.

Résumé

Résumé

On a estimé par différentes méthodes les valeurs moyennes sur plusieurs années des composantes des échanges extérieurs de masse et d’énergie dans la platforme glaciaire, humidité, radiation, et bilans thermiques, dans le système calotte glaciaire Antarctique/atmosphère.

Les traits principaux des bilans ci-dessus ont été déterminés en valeurs relatives et absolues. Pour le bilan d’humidité les apports d’humidité par advection sont de 100%; la perte due à l’accumulation d’humidité sur la calotte glaciaire est de 83%, celle due à l’évaporation dans l’atmosphère est de 15% et à l’évaporation depuis la calotte glaciaire de 2%. Pour le bilan radiagif on a trouvé que les apports dus aux radiations reçues de la haute atmosphère et l’absorption de rayonnement de grande longueur d’onde par l’atmosphère sont respectivement de 57% et 43%, la perte due aux rayonnements réfléchis de courte longueur d’onde est de 35%, celle due au rayonnement atmosphérique de grande longueur d’onde est de 78%, et la perte nette en radiation issue de la surface est de 9%. Les composants du bilan thermique sont les suivants: l’apport dû à l’absorption de rayonnement de courte longueur d’onde est de 49%, l’advection de chaleur sensible de 40% et la chaleur latente due à la transformation de l’humidité apportée par advection est de 11%. La perte due au départ de rayonnement de grande longueur d’onde est de 98%, celle due à la chaleur issue des changements d’état de l’humidité atmosphérique de 2%.

La calotte glaciaire Antarctique est une vaste zone de perte de chaleur. Le bilan radiagif de surface constamment négagif et la basse température de la calotte font croire que cette basse température existera quel que soit le faible taux de précipitation et que, par conséquent, la glaciation actuelle de l’Antarctique est assez stable.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Mit verschiedenen Methoden wurden Mittelwerte über mehrere Jahre der Komponenten des äusseren Massen- und Energieaustausches im Eisschild, der Feuchte, der Strahlung und der Wärmebilanz im System antarktischer Eisschild-Atmosphäre abgeschätzt.

Die Hauptfaktoren der genannten Bilanzen wurden als Absolut- und Relativwerte bestimmt. Bei der Feuchtebilanz beträgt die Aufnahme advektive r Feuchte 100%; der Verlu st infolge der Feuc hteakkumula tion im Eisschild ist 83%; in die Atmosphäre gehen 15% und von der Oberfläche des Eisschildes 2% verloren. Bei der Strahlungsbilanz ergab sich ein VerJust von 43% der Jangwelligen Strahlung durch Abso rption in der Atmosphäre; die kurzwellige StrahJung wird zu 35% reflekti ert, die langwellige Stra hlung aus der Atmosphäre beträgt 78%, die Nettostrahlung von der Oberfläche 9%. Fur die Komponenten des Wärmehaushalts ergaben sich folgende Werte: Aufnahme durch Absorption der kurzwelligen Stra hlung 49%, durch Advektion 40% und a ls la tente Wärme aus dem Phasenwechsel advektiver Feuchte 11 %; Abgabe durch la ngwellige Ausstrahlung 98%, durch Phasenwechsel atmosphärischer Feuchte 2%.

Der antarktische Eisschild ist ein riesiges Gebiet mit Wärmeverlust. Konstant negative Bilanzen der Oberflächenstrahlung und tiefe Temperaturen des Ei sschildes lassen annehmen, dass dieser auch bei 110ch so geringen Niederschlagsmengen erhalten bleibt und die derzeitige Vereisung der Antarktis deshalb sehr stabil ist.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1983
Figure 0

Table IMean annual values of mass exchange components for the ice sheet surface and those of moisture turnover in the Antarctic atmosphere together with their thermal equivalents (latent heat of water-phase transformations)

Figure 1

Table IIComponents of radiation and heat balance

Figure 2

Table IIIMoisture balance

Figure 3

Table IVRadiation balance

Figure 4

Table VHeat balance

Figure 5

Fig. 1.The scheme of the thermal balance of Antarctica: A—the ice sheet surface, B—Antarctic atmosphere. C—ice surface/atmosphere system, I—short-wave radiation, II—long-wave radiation. III—non-radiational exchange. (Symbols are as in Tables I and II).