Experimentos de levantamiento de glaciares¶

Objetivos de este cuaderno:

Aprenda a configurar un glaciar creciente usando OGGM-Edu.
Comprender y describir los efectos del levantamiento de los glaciares.

En este cuaderno vamos a explorar los glaciares emergentes y cómo podemos experimentar con ellos usando OGGM-Edu.

¿Qué es un oleaje glaciar? Un pequeño porcentaje de glaciares experimenta períodos cortos de flujo más rápido. Experimentan un cambio en la morfología y características de la superficie, lo que en ocasiones conduce a un marcado avance frontal. La velocidad del hielo aumenta hasta 10 - 1000 veces la velocidad normal. Se observan caudales récord con velocidades que superan los 100 m por día. Las sobretensiones ocurren en ciclos decenales y pueden durar de 1 a 15 años.(Jiskoot, 2011)

Comenzamos con la importación de las clases necesarias:

from oggm_edu import SurgingGlacier, Glacier, GlacierBed, MassBalance, GlacierCollection

Lo esencial¶

Establecimos un glaciar con un lecho de roca lineal y ancho variable (ver edu_intro) como escenario para nuestro experimento.

# Bed and mass balance
bed = GlacierBed(altitudes=[3400, 3000, 2500, 1500],
                 widths=[500, 400, 300, 300])
mass_balance = MassBalance(ela=2900, gradient=4)

bed.plot()

../_images/surging_experiment_es_9_0.png

Entonces podemos definir un glaciar creciente usando la clase SurgingGlacier

surging_glacier = SurgingGlacier(bed=bed, mass_balance=mass_balance)

El glaciar creciente es esencialmente lo mismo que un Glaciar pero con algunos atributos adicionales, a saber, .normal_years, .surging_years y .basal_sliding_surge. Por defecto, estos están configurados en 50 años sin aumento y 5 años con aumento, con un deslizamiento basal durante un aumento 10 veces mayor que cuando no hay aumento. El usuario puede cambiarlos fácilmente después de la inicialización. También hay algunos cambios en el funcionamiento de la progresión, y no es posible hacer progresar un glaciar creciente hasta el equilibrio.

surging_glacier.normal_years

surging_glacier.surging_years

# The surging periodicity is also presented in the representation.
surging_glacier


Attribute
Type	SurgingGlacier
Age	0
Length [m]	0.0
Area [km2]	0.0
Volume [km3]	0.0
Max ice thickness [m]	0.0
Surging periodicity (off/on)	[[50, 5]]
Surging now?	False

surging_glacier.basal_sliding

5.7e-20

surging_glacier.basal_sliding_surge

5.7000000000000005e-19

Cuando progresemos en este glaciar, el deslizamiento basal aumentará cada 50 años, lo que resultará en un aumento del flujo de hielo. Para obtener más información sobre los parámetros de flujo de hielo, eche un vistazo a este notebook.

surging_glacier.progress_to_year(400)

surging_glacier.plot_history()

../_images/surging_experiment_es_20_0.png

En el gráfico de arriba podemos distinguir los períodos de aumento como una rápida expansión tanto en longitud como en área (también marcados en naranja).

surging_glacier.plot()

../_images/surging_experiment_es_22_0.png

Experimento de glaciar creciente¶

Podemos comparar esto con un glaciar que no crece. Para ello volveremos a emplear la colección glaciar.

# Create a "normal" glacier based on the same bed and mass balance
glacier = Glacier(bed=bed, mass_balance=mass_balance)

collection = GlacierCollection()
# Add the two glaciers to the collection
collection.add([surging_glacier, glacier])

# Make sure the glaciers are the same age
collection.progress_to_year(400)

/usr/local/pyenv/versions/3.10.4/lib/python3.10/site-packages/oggm_edu/glacier.py:986: UserWarning: Year has to be above the current age of the glacier. It is not possible to de-age the glacier. Geometry will remain.
  warnings.warn(

collection.plot_history()

../_images/surging_experiment_es_28_0.png

collection.plot()

../_images/surging_experiment_es_29_0.png

collection

	Type	Age	Length [m]	Area [km2]	Volume [km3]	Max ice thickness [m]	Surging periodicity (off/on)	Surging now?	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]	Response time [yrs]
Glacier
0	SurgingGlacier	400	15400.0	5.515	0.771139	163.641438	[50, 5]	False	Linear bed with a variable width	3400	1500	[500, 400, 300, 300]	20.0	2900	2900	0	4	nh	900.0	NaN
1	Glacier	400	16300.0	5.785	1.248455	240.354300	NaN	NaN	Linear bed with a variable width	3400	1500	[500, 400, 300, 300]	20.0	2900	2900	0	4	nh	900.0	NaN

Compara los diferentes tipos de glaciares. ¿Puedes explicar las diferencias?

A continuación, podemos crear un glaciar con un oleaje más fuerte, agregarlo a la colección y compararlo con los dos glaciares anteriores.

surging_glacier_strong = SurgingGlacier(bed=bed, mass_balance=mass_balance)

surging_glacier_strong.basal_sliding_surge = 5.7e-20 * 50

collection.add(surging_glacier_strong)

collection.progress_to_year(400)

/usr/local/pyenv/versions/3.10.4/lib/python3.10/site-packages/oggm_edu/glacier.py:986: UserWarning: Year has to be above the current age of the glacier. It is not possible to de-age the glacier. Geometry will remain.
  warnings.warn(
/usr/local/pyenv/versions/3.10.4/lib/python3.10/site-packages/oggm_edu/glacier.py:384: UserWarning: Year has to be above the current age of the glacier. It is not possible to de-age the glacier. Geometry will remain.
  warnings.warn(

collection

	Type	Age	Length [m]	Area [km2]	Volume [km3]	Max ice thickness [m]	Surging periodicity (off/on)	Surging now?	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]	Response time [yrs]
Glacier
0	SurgingGlacier	400	15400.0	5.515	0.771139	163.641438	[50, 5]	False	Linear bed with a variable width	3400	1500	[500, 400, 300, 300]	20.0	2900	2900	0	4	nh	900.0	NaN
1	Glacier	400	16300.0	5.785	1.248455	240.354300	NaN	NaN	Linear bed with a variable width	3400	1500	[500, 400, 300, 300]	20.0	2900	2900	0	4	nh	900.0	NaN
2	SurgingGlacier	400	14900.0	5.365	0.470618	103.016946	[50, 5]	False	Linear bed with a variable width	3400	1500	[500, 400, 300, 300]	20.0	2900	2900	0	4	nh	900.0	NaN

collection.plot_history()

../_images/surging_experiment_es_38_0.png

La respuesta del volumen a un aumento parece retrasarse un poco con respecto a la respuesta en longitud. ¿Se te ocurre una explicación para esto? Haga clic para obtener una pista En la primera etapa de un oleaje, el glaciar ajusta muy rápidamente su longitud. Esto realmente no cambia el volumen del glaciar, solo lo estira. Sin embargo, esto también significa que una mayor parte del área del glaciar estará en la zona de ablación y el glaciar comenzará a perder masa.

Referencias¶

¹ Hester Jiskoot: Surgimiento de glaciares. En: Vijay P. Singh, Pratap Singh, Umesh K. Haritashya (Hrsg.): Enciclopedia de nieve, hielo y glaciares. Springer, Dordrecht 2011, págs. 415–428, ISBN 978-90-481-2641-5

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