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Temperature of a Temperate Glacier*

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

W. D. Harrison*
Affiliation:
California, Institute of Technology, Pasadena, California 91109, U.S.A. †
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Abstract

The closure of water-filled glacier bore holes is considered and it is concluded that freezing due to conduction to the surrounding ice is usually the dominant process. On this basis englacial temperatures are obtained from a bore hole near the equilibrium line of Blue Glacier, U.S.A., where the ice thickness is about 125 m. Temperatures range from −0.03° C near the surface to −0.13° C at a depth of 105 m, with an estimated uncertainty of 0.02 or 0.03 deg. On the average the temperature is about 0.05 deg colder than the equilibrium temperature of ice and pure water. It is shown that at this temperature small amounts of water-soluble impurities play an important role in the thermal behavior of the ice. This leads to a new definition of temperate ice in terms of its effective heat capacity. The effective heat capacity of the Blue Glacier ice is apparently much larger than that of pure ice at the same temperature.

Résumé

Résumé

On a observé les processus de fermeture de trous de forage remplis d’eau dans un glacier. On en conclut que le regel dû à la conduction vers la glace du pourtour est ordinairement le processus dominant. Sur cette base, les températures dans la glace ont été mesurées à partir d’un forage près de la ligne d’équilibre du Blue Glacier, U.S.A., où l’épaisseur de la glace est d’environ 125 m. Les températures s’étagent depuis − 0,03°C près de la surface jusqu’à −0,14°C à une profondeur de 105 m avec une incertitude estimée à 0,02 ou 0,03 deg. En moyenne, la température est d’environ 0,05 deg plus froide que la température d’équilibre entre la glace et l’eau pure. On montre qu’à cette température des petites quantités d’impuretés solubles jouent un rôle important dans le comportement thermique de la glace. Ceci conduit à une nouvelle définition de la glace tempérée d’après la réserve effective de chaleur qu’elle contient. La réserve effective de chaleur de la glace du Blue Glacier est apparemment beaucoup plus grande que celle d’une glace pure à la même température.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Aus dem Schliessvorgang wassergefüllter Gletscherbohrlöcher wurde abgeleitet, dass gewöhnlich das Gefrieren durch Wärmeleitung in das umgebende Eis der bestimmende Prozess ist. Auf dieser Basis wurden Gletschertemperaturen aus einem Bohrloch nahe der Gleichgewichtslinie des Blue Glacier, USA, gewonnen, wo das Eis etwa 125 m mächtig ist. Die Temperaturen reichten von −0,03° C nahe der Oberfläche bis −0,13° C in einer Tiefe von 105 m mit einer geschätzten Unsicherheit von 0,02 oder 0,03 deg. Im Mittel ist die Temperatur ungefähr 0,05 deg kälter als die Gleichgewichtstemperatur von Eis und reinem Wasser. Es wird gezeigt, dass bei dieser Temperatur kleine Mengen von wasserlöslichen Verunreinigungen eine wichtige Rolle im thermischen Verhalten des Eises spielen. Dies führt zu einer neuen Definition für temperiertes Eis in Abhängigkeit von seiner effektiven Wärmekapazität. Die effektive Wärmekapazität des Blue Glacier-Eises ist sichtlich viel grösser als die von reinem Eis bei gleicher Temperatur.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1972
Figure 0

Table I. History of bore hole R1

Figure 1

Fig. 1. Dimensionless flux f* as a function of time in days since drilling. The arrows indicate reaming dates.

Figure 2

Fig. 2. Progress of the reamer in meters as a function of time in hours during two reaming operations. The data of 1 August are normalized to those of 26 July.

Figure 3

Fig. 3. Glacier temperature in negative degrees Celsius as a function of depth, evaluated from reaming data on two dates. The broken lines represent the equilibrium temperatures of ice and pure water and of ice and air-saturated water.