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Relationships Between Synoptic-Scale Atmospheric Circulation and Glacier Mass Balance in South-Western Canada During the International Hydrological Decade, 1965–74

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

Brent Yarnal*
Affiliation:
Department of Geography, University of Northern Iowa, Cedar Falls, Iowa 50614, U.S.A.
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Abstract

The relationship between synoptic-scale atmospheric circulation and glacier mass balance in the Cordillera of south-western Canada is investigated. Objective synoptic typing techniques are applied to glaciometeorological data from Peyto Glacier, Alberta, and Sentinel Glacier, British Columbia, and to climatological data from nearby weather stations. Two scales of 500 mbar synoptic weather maps are analyzed and compared. One is smaller with high-wavenumber patterns, the other is larger with more general patterns.

The results demonstrate that the mass balance of Peyto and Sentinel Glaciers are related to the 500 mbar patterns. Synoptic types with cyclonic curvature favor glacier accumulation, while anticyclonic types inhibit build-up of the regional snow-pack. Ablation is suppressed by synoptic types associated with cloudy days and/or low temperatures, and is enhanced by types associated with warm, sunny days. Furthermore, findings suggest that both the accumulation and ablation of Sentinel Glacier are controlled by small-scale, high-wavenumber synoptic patterns. Conversely, Peyto Glacier accumulation is more closely associated with large-scale patterns, suggesting that high-frequency mid-tropospheric oscillations embedded within the slow-moving baroclinic zones associated with long-wave disturbances may be dampened by the rough topography of the Canadian Cordillera. Ablation is predicted poorly by both scales at Peyto.

Résumé

Résumé

On recherche la corrélation entre la circulation atmosphérique à l’échelle synoptique et le bilan glaciaire dans la Cordillère du Sud-Ouest Canada. Des techniques de caractérisation synoptiques objectives sont appliquées à des données glacio-météorologiques provenant du Peyto Glacier en Alberta et Sentinel Glacier en Colombie Britannique, et à des relevés climatologiques émanant des stations météorologiques voisines au niveau de 500 mbar. On a analysé et comparé deux échelles de cartes météorologiques synoptiques. L’une est plus petite avec de nombreuses fluctuations, l’autre est plus grande avec des traits plus généraux.

Les résultats montrent que le bilan des glaciers Peyto et Sentinel est lié à l’altitude du réseau de 500 mbar. Des types synoptiques avec des dépressions cycloniques favorisent l’accumulation sur les glaciers tandis que les types anticycloniques empêchent l’établissement du manteau neigeux régional. L’ablation est supprimée par les types de temps synoptiques associés à des journées nuageuses et/ou des basses températures et favorisée par des types de temps associés à des journées chaudes et ensoleillées. En outre, les conclusions montrent que l’accumulation et l’ablation sur le glacier Sentinel sont contrôlées par des comportements météorologiques à petite échelle à fluctuations nombreuses. Inversement l’accumulation sur le glacier Peyto est plus étroitement associée avec des comportements à grande échelle, ce qui fait supposer que les variabilités à courtes périodes incluses dans les écoulements atmosphériques à longue période peuvent être étouffées par le rude relief de la Cordillère Canadienne. L’ablation est peu corrélée au Peyto avec les circulations aux deux échelles.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Es wird der Zusammenhang zwischen der atmosphärischen Zirkulation im synoptischen Massstab und dem Massenhaushalt der Gletscher in der Kordillere von Südwest-Kanada untersucht. Objektive Wetterlagencharakteristiken werden auf glazialmeteorologische Daten vom Peyto Glacier, Alberta, und Sentinel Glacier, British Columbia, und auf klimatologische Daten von nahegelegenen Wetterstationen angewandt. Die synoptische Wetterkarte der 500 mbar-Fläche wird in zwei Massstäben analysiert und verglichen. Der eine ist kleiner mit einem Muster hoher Wellenzahlen; der andere ist grösser mit allgemeineren Mustern.

Die Ergebnisse zeigen, dass der Massenhaushalt des Peyto Glacier und Sentinel Glacier mit den Mustern der 500 mbar-Fläche zusammenhängt. Synoptische Typen mit zyklonischer Krümmung der Isobaren begünstigen die Akkumulation, während antizyklonische Typen den Aufbau der regionalen Schneedecke behindern. Die Ablation wird durch synoptische Typen, die durch Bewölkung und/oder tiefe Temperaturen gekennzeichnet sind, unterdrückt, durch Typen mit warmen, sonnigen Tagen hingegen gefördert. Weiter lassen die Ergebnisse vermuten, dass sowohl Akkumulation wie Ablation des Sentinel Glacier durch kleinmassstäbige synoptische Muster mit hohen Wellenzahlen gesteuert werden. Die Akkumulation am Peyto Glacier dagegen zeigt stärkere Verbindung zu grossmassstäbigen Mustern, was darauf hindeutet, dass ein Grossteil der kurzwelligen Schwankungen innerhalb des langwelligen atmosphärischen Flusses durch die rauhe Topographie der kanadischen Kordillere gedämpft wird. Die Ablation am Peyto Glacier wird durch beide Massstäbe nur dürftig erfasst.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1984
Figure 0

Fig.1. Location of Peyto and Sentinel Glaciers.

Figure 1

Table I. Summary of the Synoptic Type Classification, 1 October 1965 to 30 September 1974

Figure 2

Fig. 2. 500 mbar pressure distributions on Smallgrids Keydays 1 to 6.

Figure 3

Fig. 4. 500 mbar pressure distributions on Smallgrids Keydays 13 to 18.

Figure 4

Fig. 5. 500 mbar pressure distributions on Biggrids Keydays 1 to 4.

Figure 5

Fig. 6. 500 mbar pressure distributions on Biggrids Keydays 5 to 8.

Figure 6

Table II. Summary of the Cross-Tabulation Comparing Smallgrids and Biggrids Synoptic Types

Figure 7

Table III. Summary of the Multiple Regression Analysis

Figure 8

Fig. 3. 500 mbar pressure distributions on Smallgrids Keydays 7 to 12.