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Effects Of Bed Inclination And Topography On Steady Isothermal Ice Sheets

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

L. W. Morland
Affiliation:
School of Mathematics and Physics, University of East Anglia, Norwich NR4 7TJ, England
I. R. Johnson
Affiliation:
School of Mathematics and Physics, University of East Anglia, Norwich NR4 7TJ, England
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Abstract

The small slope magnitude ε. or aspect ratio. of an ice sheet in steady plane motion under gravity user a horizontal plane bed, subject to balancing surface accumulation and ablation. and basal drainage. is determined by the aceunualation magnitude, maximum depth. and the viscous properties of the ice. Horizontal coordinate scaling by a factor ε allows. series expansions in ε for which the leading-order solution is valid ecenschee under some weak restrictions on the ice law and sliding faw. This procedure is now extended to the plane flow problem when the mean bed line is inclined at angle χ to the horizontal and the bed is not flat. The lead order problems for χ of order unity and χ of order t: are distinct. and both are treated, fiir an isothermal sheet. The present analysis is valid only for a maximum bed slope relative to the mean line of order ε or less. The amplitude of it bed profile is ill, wavelength that of’ the ice sheet may therefore be of the same site as the ice sheet depth, which allows treatment of a typical isostatic bed shape.

Résumé

Résumé

Effets de la pente el de la lopographie sur l’elal d’equilibre des ca lolles glaciaires isolilerlllales en regime permanent de la faible pente, ou rapport de relief. que prcnd une calolte glaciaire en regime pcrmanent d’equilibrc sous I’action de la gravité, sur un lit plan horizontal, soumise àit un bilan equilibre d’accumulation et d’ablation de surface et à un drainage à la base, est determinee par la valeur de I’accumulation, par la profondeur maximum et par les proprietes visqueuses de la glace. En multipliantles dimensions horizontales par un facteur ε on peut obtcn ir des developpements en séries en ε pour lesquels la solution du premier ordre est valable partout sauf quelques legeres restrictions ayant trait à la loi d’ecoulement de la glace et à sa loi de glisscmcnt. On etend alors la meth ode au probleme d’ecoulement plan dans lequella ligne moyenne de plus grande pentc du lit est inciinee d’un angle χ sur I’hori zontale et ou le lit n’est pas pi at. Les problemes de termes principaux lorsquc χ est dc I’ordre de εsont distincts, I’un et I’autre ont été traites pour une calolle isothermale. La prescnte analyse est valable seulement pour une inci inaison maximum du lit par rapport à la ligne de pente moyenne qui soit de I’ordre de ε ou inferieure. L’amplitude d’un profil de lit ondule avec pour longucur d’ondc celle dc la calolle de glace peut don c etre de la meme grandcur que I’epaisseur de la glace, ce qui pcrmct dc traitcr le cas d’unc formc dc lit typiquement isostatique.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Einfluss der Bettneigung und der Topogruphie unf stationäre isotlrernrische Eisschilde. Dic kleine Neigungsgrdsse ε Oder das Schlankhätsse’hiiltnis Lines Eisschildes in stationiirer. ebener Bewegung unter Schwerkraft ūber ein horizonlales. ehenes Bett. bestimmend fūr Akkumulation and Ablation an der Ohertliiche sossie fūr den Ahtluss am Untergrund, hängt ab von der Auftragsmenge. der maxinialen Dicke and den siskoseri Figensch;dien des Eiscs. Die Normicrung der horizontalen Koordinaten nit dent Faktor ε gestattet tine Rcihenentwicklung mit ε de’en Listing nach der luhrenden Potenz unter einigen schwachen 1’inschriinkungcri fūr das Flicss and Gleitgesetz des Eises hherall giiftig ist. Dieses Vorgehen wird hier auf das Problem des ebenen Flusses bei enter nnittlcren Bettneigung χ gegen die Horizontale und bei unebenheiten des Boles antsgedehrit. Die Prohlennc der Fūhrungspotenz. fūr χ in Zahleneinlicit en bZW. Fisehilde in Finheiten yon ε rind versclneden und werden beidc fūr cute isothermische behandelt. Die vorliegende Analyse gilt nur fūr eine masimnle Beltncigutig der Grössenordnung ε oder weniger. relativ zur Mittellinie. Die Amplitude eities uniergrundprolils mit der wellenllinge eities Eisschildes kann daher chenso gross sein wig die Dicke des Eisschildes: dies ernogliCht die Behandlung einer typischen isostatisehen Form des Untergrundes.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1982
Figure 0

Fig.1.The ice sheet and bed profiles.

Figure 1

Fig.2.Ice reservoir solutions.

Figure 2

Fig.3.Surface profile for horizontal and inclined flat beds with Q0 = 1, Q1 = 2.

Figure 3

Fig.4.Surface profile for Q =-1 +2ZY0.

Figure 4

Fig.5.Surface perturbation Δ induced by bed undulations.

Figure 5

Fig.6.Comparison of the flat-bed projile ηf the isostalic profile η, and ice thicklless η-f.