冰盖模型

冰盖模型是采用数值方法模拟冰盖的演变、动力学和热力学过程的气候模型,包括格陵兰冰盖、南极冰盖或北半球末次冰期大冰盖的模拟。它们被用于研究过去冰期-间冰期循环中冰川的作用、预测未来全球变暖条件下冰盖衰变等。

历史
对冰盖的研究始于18世纪中叶。到1996年IPCC第二次评估报告发布时,冰盖的二维和三维建模已加入其中。EISMINT在1990年代组织了多次国际研讨会,比较了格陵兰冰盖、南极冰盖、冰架、热力机械、基线()等多种模型。该计划促进了冰盖模型在数值与物理方法两方面的改进。

模型
冰流
浅冰近似
浅冰近似(,简称)是一种模拟冰流的简单方法,无需求解完整的斯托克斯方程。这一近似方法适用于深宽比较小、滑移很少且冰川床地形简单的冰盖。浅冰近似假设基底剪应力在冰盖运动中占主导地位,没有考虑其他许多受力,可以被视为一种零阶模型。它还假设基底剪应力与冰的重力推动力相互平衡。SSA也称为膜模型(),类似于流体动力学中的自由膜模型。与浅冰近似相反,浅冰架近似适用于轴向力较强的冰流,而不考虑基底剪应力。

与其他气候条件的相互作用
冰盖与周围的大气、海洋和冰下地层相互作用。为了建立全面的冰盖模型,所有这些部分都需要被纳入考虑。例如,冰体体积与夏季日照的依赖关系可以表示为{d(I) \over d(t)} = {1 \over T} (S - I),其中I是冰体体积,{d(I) \over d(t)}是单位时间内体积的变化率,T是冰盖的响应时间,S是日照信号。例如,可以用纬度、海拔高度h来估算年平均温度:近年来、等概念的发展促进了对冰盖崩解过程更全面的理解。

参见

  • 冰盖动力学
  • 海平面上升

参考文献

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