Influencia de los parámetros del flujo de hielo en el tamaño del glaciar¶
Objetivos de este cuaderno:
El estudiante será capaz de crear un glaciar y cambiar el parámetro de fluencia de Glen y el parámetro de deslizamiento basal.
El alumno será capaz de explicar las influencias de los dos parámetros en la forma del glaciar.
El movimiento de los glaciares está determinado por dos procesos principales: uno es la deformación interna del hielo debido a la gravedad y el otro es el deslizamiento basal. Estos procesos pueden ser descritos por parámetros. En este cuaderno examinaremos su influencia en los glaciares.
Primero, tenemos que importar las clases relevantes de OGGM Edu
from oggm_edu import GlacierBed, MassBalance, Glacier, GlacierCollection
Vamos a crear un glaciar
# Bed
bed = GlacierBed(top=3400, bottom=1500, width=300)
# Mass balance
mass_balance = MassBalance(ela=3000, gradient=4)
# Glaicer
glacier = Glacier(bed=bed, mass_balance=mass_balance)
Parámetro de fluencia de Glen¶
Comenzamos observando la deformación interna del hielo, que da como resultado el llamado deslizamiento.
Para describirlo usamos el parámetro de fluencia de Glens.
Nuestro glaciar y OGGM establecen de forma predeterminada el parámetro de deslizamiento de Glen en el “valor estándar” definido por Cuffey and Paterson, (2010): \(2.4\cdot 10^{ -24}\).
Podemos comprobar esto accediendo al atributo .creep
glacier.creep
2.4e-24
El parámetro relaciona el esfuerzo cortante con la tasa de deformación y se supone que es constante.
Depende del tamaño del cristal, el tejido, la concentración y el tipo de impurezas, así como de la temperatura del hielo (Oerlemans, 2001)
(Puedes encontrar una descripción más detallada en here).
A continuación, cambiaremos el parámetro de fluencia y veremos qué sucede.
Una manera fácil de hacer esto es crear una GlacierCollection y cambiar el parámetro de fluencia para algunos de los glaciares de la colección.
Aquí también presentaremos el método .fill() de GlacierCollection, que es útil para crear rápidamente una colección con múltiples glaciares.
collection = GlacierCollection()
# This fills the collection with 3 copies of the initial glacier.
# Note that .fill copy the initial glacier as well, hence it will
# remain unchanged.
collection.fill(glacier, n=3)
collection
| Type | Age | Length [m] | Area [km2] | Volume [km3] | Max ice thickness [m] | Response time [yrs] | Bed type | Top [m] | Bottom [m] | Width(s) [m] | Length [km] | ELA [m] | Original ELA [m] | Temperature bias [C] | Gradient [mm/m/yr] | Hemisphere | Ice density [kg/m3] | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Glacier | ||||||||||||||||||
| 0 | Glacier | 0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | NaN | Linear bed with a constant width | 3400 | 1500 | 300 | 20.0 | 3000 | 3000 | 0 | 4 | nh | 900.0 |
| 1 | Glacier | 0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | NaN | Linear bed with a constant width | 3400 | 1500 | 300 | 20.0 | 3000 | 3000 | 0 | 4 | nh | 900.0 |
| 2 | Glacier | 0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | NaN | Linear bed with a constant width | 3400 | 1500 | 300 | 20.0 | 3000 | 3000 | 0 | 4 | nh | 900.0 |
Luego podemos cambiar el parámetro de fluencia de los glaciares dentro de la colección.
# Multiply and divide by 10.
# We pass partial expressions to change the initial value.
# Passing an empty string leaves the value un-affected
# Note that running this cell multiple times will continue to change
# the value.
collection.change_attributes({"creep": ["* 10", "", "/ 10"]})
Y avanza los glaciares de la serie hasta el año 500:
collection.progress_to_year(500)
Y trazar la colección.
collection.plot()
collection.plot_history()
Parámetro deslizante¶
El deslizamiento basal ocurre cuando hay una película de agua entre el hielo y el suelo. En su seminal paper, Hans Oerlemans utiliza el llamado “parámetro deslizante” que representa el deslizamiento basal.
Para nuestro glaciar, este parámetro está disponible en el atributo .basal_sliding.
Por defecto se establece en 0, pero se puede modificar
# Sliding parameter
glacier.basal_sliding
0.0
# Create another collection
collection = GlacierCollection()
collection.fill(glacier, n=2)
Cambie el parámetro de deslizamiento basal de uno de los glaciares de la colección a \(5,7 \cdot 10^{-20}\) y progrese la colección
# Here we demonstrate another way to change attributes of glaciers
# in the collection quickly.
# The dictionary can contain multiple key-value pairs.
collection.change_attributes(attributes_to_change=
{'basal_sliding':[0, 5.7e-20]}
)
collection.progress_to_year(500)
Echa un vistazo a los glaciares
collection.plot()
collection.plot_history()
Inicialmente, el glaciar con mayor deslizamiento basal avanza por el lecho más rápido en comparación con el glaciar sin deslizamiento basal. Sin embargo, en un momento determinado, el mayor volumen del glaciar 0 conduce a un flujo de hielo más fuerte y el glaciar puede extenderse más hacia abajo. Si quieres saber más sobre los procesos de flujo de los glaciares, te recomendamos pasar por estas dos páginas:
xx_markdown_enlace_xx
xx_markdown_enlace_xx En el documentation de OGGM también encontrará información sobre la teoría de los parámetros de flujo de hielo y la aplicación.
Referencias¶
¹ Cuffey, K. y W. S. B. Paterson (2010). La física de los glaciares, Butterworth-Heinemann, Oxford, Reino Unido. ²Oerlemans, J. (2001). Glaciares y cambio climático. CRC Press. (pág. 59)
¿Que sigue?¶
xx_markdown_enlace_xx