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TitreField-calibrated model of melt, refreezing, and runoff for polar ice caps: Application to Devon Ice Cap
AuteurMorris, R M; Mair, D W F; Nienow, P W; Bell, C; Burgess, D O; Wright, A P
SourceJournal of Glaciology vol. 119, no. 9, 2014 p. 1995-2012, https://doi.org/10.1002/2014JF003100
Année2014
Séries alt.Secteur des sciences de la Terre, Contribution externe 20130371
ÉditeurInternational Glaciological Society
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1002/2014JF003100
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf
ProvinceNunavut
SNRC48E/13; 48E/14; 48H/03; 48H/04; 48H/05; 48H/06
Lat/Long OENS -83.5000 -82.0000 75.5000 74.7500
Sujetseaux de ruissellement; glaciers; établissement de modèles; neige; chenaux d'eau de fonte; glace; concentration de glace; temperature
Illustrationslocation maps; digital elevation models; graphs
ProgrammeSurveillance des variables climatiques, Géosciences de changements climatiques
RésuméAfin de modéliser le bilan de masse surfacique et, ultimement, de prédire l'incidence de la fonte superficielle sur la variation mondiale du niveau des mers, il faut comprendre les mécanismes qui déterminent quelle quantité d'eau de fonte superficielle gèle de nouveau et quelle partie se transforme en eau qui ruissellera ensuite sur les masses glaciaires polaires. Bon nombre de modèles de couverture neigeuse qui comprennent des processus qui tiennent compte du regel sont étalonnés ou validés à l'aide de données d'observation in situ limitées dans l'espace ou le temps. Par conséquent, l'évaluation de leur efficacité sur de vastes échelles spatiales repose sur des comparaisons qui mettent en jeu la cohérence des résultats entre les différents modèles. Nous présentons la version modifiée d'un modèle physique qui comprend une routine d'équilibre énergétique et des calculs qui déterminent explicitement la capacité de regel des eaux de fonte près de la surface, afin de simuler l'évolution des profils de densité et de température superficielles près de la surface dans toute la calotte glaciaire Devon, dans l'Arctique canadien. Fait unique à noter, notre modèle est initié, étalonné et validé à partir de mesures spatiales à haute résolution de la densité de la neige et du névé pour presque toute la gamme des altitudes de la calotte glaciaire pendant deux étés, soit en 2004 et en 2006, sous diverses conditions météorologiques. Les résultats du modèle pour chacune des années ont été comparés avec les mesures de fin de saison, et leur sensibilité à des facteurs internes et externes a été testée. Le modèle saisit la variabilité spatiale des propriétés générales de la couverture neigeuse le long d'un transect, même pendant les années autres que celles pour lesquelles il a été étalonné, mais il sous-estime légèrement l'écoulement de l'eau de fonte dans le névé des années précédentes. On a constaté que le bilan de masse surfacique concordait avec les estimations indépendantes antérieures. Le pourcentage d'eau de fonte qui se transforme en eau de ruissellement est semblable pour les deux années, soit environ 44 %. Cependant, la répartition spatiale du lien entre l'eau de fonte et l'eau de ruissellement était différente d'une année à l'autre. On a constaté que le modèle est insensible aux variations de profondeur de la couche imperméable dans le névé, mais qu'il est sensible aux variations de température de l'air, le lien entre l'eau de fonte et l'eau de ruissellement augmentant de manière linéaire et le bilan de masse surfacique diminuant de manière parabolique lorsque la température de l'air augmente de manière linéaire. Puisque la capacité de regel du névé diminue à mesure que la température augmente, nous mettons en évidence une rétroaction positive de telle sorte que la sensibilité du bilan de masse surfacique de la calotte glaciaire par rapport à la température de l'air dépend quant à elle de la température de l'air.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Les régions de haute altitude (>1200 m ASL) des calottes glaciaires dans l'Extrême Arctique du Canada sont constituées de névé, un milieu poreux qui se forme à partir de neige accumulée partout dans ces régions, mais qui n'a pu fondre entièrement à cause du manque de chaleur en été. Dans les scénarios de réchauffement climatique, la densité du névé près de la surface augmente à cause de la percolation vers le bas et du regel du surplus d'eau de fonte généré à la surface. Ce processus peut mener à la réduction de la capacité de stockage d'eau et produire un effet important sur le bilan massique global des calottes glaciaires à mesure que les régions polaires se réchauffent. Grâce aux données de validation de la calotte glaciaire Devon, au Nunavut, les résultats du modèle employé dans cette étude indiquent que dans un scénario où la température de l'air augmente de façon linéaire, les pertes au chapitre du bilan massique global de la calotte glaciaire seront exponentielles, en partie à cause de l'augmentation de l'eau de ruissellement attribuable à la réduction de la capacité de stockage du névé à haute altitude. L'incidence est importante sur les prévisions quant au sort des calottes glaciaires dans le contexte du réchauffement climatique et à ses répercussions sur la hausse du niveau des mers partout dans le monde.
GEOSCAN ID293413