Hostname: page-component-7b7567c8c-2rsb6 Total loading time: 0 Render date: 2026-11-12T10:59:44.722Z Has data issue: false hasContentIssue false

Temperature Gradients in the Antarctic Ice Sheet

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

Malcolm Mellor*
Affiliation:
Meteorology Department, University of Melbourne*
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Measurements of ice temperature to depths of 30–40 m. are given for a number of points on the ice sheet in MacRobertson Land. Variations of mean surface temperature with elevation and with latitude, and the temperature gradients below a depth of 15 m. are compared with results from other parts of Antarctica and from Greenland. Explanations of negative temperature gradients near the surface of ice sheets are reviewed, and an equation derived by Robin is checked against the measurements following its recent justification from conduction theory. Surface ice velocities necessary for development of the observed temperature gradients are computed, and these values are then compared with ice velocities estimated independently from flow measurements at the coast and continuity considerations. It is found that, if negative gradients are attributed solely to the Robin effect, improbably high ice velocities are called for, and so climatic change is reconsidered. Some evidence of secular warming in Antarctica is mentioned and a recent numerical solution of the conduction equation for the surface-warming case is described. It is concluded that the measured temperature profiles can be explained reasonably by climatic amelioration.

Résumé

Résumé

On donne des mesures de la température de la glace, observées en un certain nombre d’endroits, et jusqu’à des profondeurs de 30–40 m, sur l’inlandsis de MacRobertson Land. On cite les variations dans les températures moyennes superficielles suivant l’élévation et la latitude, et aussi les gradients des températures à des profondeurs en dessous de 15 m, et on les confronte avec des observations pareilles faites dans d’autres régions de l’Antarctique et au Groenland. On passe en revue les théories suggérées pour expliquer les gradients thermiques négatifs constatés prés de la surface des inlandsis; et en l’appliquant aux mesures observées on a contrôlé une équation établie par Robin à laquelle une justification a récemment été fournie par la théorie de la conduction de la chaleur. Les vitesses de mouvement de la glace superficielle qui étaient indispensables pour établir les gradients thermiques ont été calculées: on a ensuite comparé ces valeurs avec des vitesses de mouvement déduites indépendamment de ces calculs et basées sur des mesures de l’écoulement sur la côte, en présumant la continuité de cet écoulement. On a trouvé qu’il faut présumer des mouvements d’une vitesse invraisemblable si l’on explique les gradients négatifs uniquement par l’effet Robin; ainsi a-t-on examiné à nouveau la question des changements climatiques. On cite quelques indications du réchauffement séculaire dans l’Antarctique, et on décritunesolution numériquerécemment trouvée à l’équation sur la conduction qui s’applique aux conditions de réchauffement superficiel. On en conclut que les profils des températures observées se laissent vraisemblablement expliquer par l’amélioration des conditions climatiques.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Gemessene Eistemperaturen bis zu 30–40 m Tiefe werden fur eine Anzahl Punkte des Inlandeises in MacRobertson Land mitgeteilt. Änderungen der mittleren Oberflächentemperaturen mit Meereshöhe und geographischer Breite und die Temperaturgradienten in mehr als 15 m Tiefe werden mit Resultaten aus andern Teilen der Antarktis tmd aus Grönland verglichen. Erklärungsversuche für negative Temperaturgradienten nahe der Oberfläche von kontinentalen Eisdecken sind zusammengefasst und eine von Robin entwickelte Gleichung deren Berechtigung kürzlich durch Anwendung der Wärmeleitungstheorie bestätigt werden konnte, wird durch Einsetzen von Messergebnissen überprüft. Bewegungsgeschwindigkeiten an der Oberfläche, die nötig wären, um den beobachteten Temperaturgradientcn zu bilden, werden berechnet und mit Schätzungen verglichen, die unabhängig von den Temperaturmessungen aus den beobachteten Bewegungen an der Küste und Kontinuitätsbedingungen erhalten sind. Falls die negativen Temperaturgradienten lediglich dem Robin-Effekt zugeschrieben werden, ergeben sich unwahrscheinlich hohe Bewegungsgeschwindigkeiten, weshalb Klimaänderungen in Wiedererwägung gezogen werden. Anzeichen säkularer Erwärmung der Antarktis werden mitgeteilt und eine neulich entwickelte numerische Lösung der Leitungsgleichung für den Fall der Oberflächenerwärmung wird beschrieben. Es wird geschlossen, dass das gemessene Temperaturprofil durch Klimaverbesserung befriedigend erklärt werden kann.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1960
Figure 0

Fig. 1Map showing the tractor trail and form lines of the ice sheet

Figure 1

Fig. 2Surface profile of the ire sheet along the meridian 62° 05′ E.

Figure 2

Fig. 3Some typical temperature profiles

Figure 3

Fig. 4Variation of ice temperature 15 m. below the surface with altitude above sea-level

Figure 4

Fig. 5Variation of ice temperature 15 m. below the surface with distance from the roast

Figure 5

Table ITemperature. Gradients in Ice Sheets

Figure 6

Table 2Velocity of Flow of the Ice Sheet

Figure 7

Table 3Climatic Change in Greenland and Antarctica