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Glacier Sliding Down an Inclined Wavy Bed

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

L. W. Morland*
Affiliation:
School of Mathematics and Physics, University of East Anglia, Norwich NR4 7TJ, England
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Abstract

The treatments by Nye and Kamb of glacier sliding over a wavy bed with small slope, which assume the ice to be approximated by a Newtonian fluid of high viscosity, are complemented by the inclusion of the glacier depth and the inclination of the bed to the horizontal. The driving force of the motion, gravity, is therefore present in the flow equations and defines immediately the mean drag on the bed. A geothermal heal flux is also included in order to estimate its possible effect on the flow. A complex variable method is used to determine the velocity and temperature fields to second order in the bed slope. These fields satisfy the zero shear traction and pressure-melting-regelation conditions to the same order on the actual bed profile. It is the balance of the second-order term which determines explicitly the (zero order) basal-sliding velocity and surface velocity in terms of the geometry and physical properties of both ice and bed. An explicit solution is illustrated for a sinusoidal bed. and a simple criterion for the onset of cavitation is obtained.

Résumé

Résumé

Los théories de Nye et Kamb pour le glissement d'un glacier sur un lit ondulé à faible pente, assimilant la glace à un fluide newtonien à haute viscosité, sont complétées par la prise en compte de l'épaisseur du glacier et de l'inclinaison du lit sur l'horizontale. La force qui provoque le mouvement, la gravité, est donc présente dans les équations de l'écoulement et définit immédiatement le frottement moyen sur le lit. On introduit également un flux de chaleur géothermique pour estimer son effet possible sur l'écoulement. Une méthode à variable complexe est utilisée pour déterminer les champs de vitesse et de température jusqu'au second ordre dans la pente du lit, qui satisfassent les conditions d'un cisaillement nul et de pression-fusion congélation jusqu'à cet ordre sur le profil réel du lit. C'est le terme du second ordre qui détermine explicitement le glissement au fond (voisin de zéro), la vitesse et la vitesse en surface d'après les propositions géométriques et physiques du lit et de la glace. Une solution explicite est donnée en exemple pour un lit sinusoïdal et on obtient un critère simple pour le déclenchement de la cavitation.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Nye's und Kamb's Behandlung des Gletschergleitens über ein gewelltes Bell geringer Neigimg unter der Annahme, das Eis sei annähernd eine Newtonsche Flüssigkeit hoher Viskosität, wird durch die Einbeziehung der Eisdicke und der Neigung des Bettes gegen die Horizontale ergänzt. Die Schwerkraft als Triebkraft der Bewegung geht daher in die Fliessgleichungen ein und bestimmt unmittelbar den mittleren Schub auf das Bett. Weiter wird ein geothermischer Wärmefluss eingeführt, um seinen möglichen Einfluss auf das Fliessen abschätzen zu können. Zur Bestimmung der Geschwindigkeits- und Temperaturfelder bis zur 2 Ordnung der Bettneigung, welche die Bedingungen für das Verschwinden des Seherzuges und für Regelation unter Druckschmclze bis zu dieser Ordnung auf dem tatsächlichen Bettprofil erfüllen, wird eine komplexe Varialinnsmcihode herangezogen. Die Ausgewögenheit der Glieder 2 Ordnung ist es, die explizit die hasale Gleitgeschwindigkeit (nullter Ordnung) und die.Oberflächengeschwindigkeit als Funktion der geometrischen und physikalischen Eigen-schaften von Eis und Bett bestimmt. Eine explizite Lösung qird für ein sinusförmiges Bett vorgelegi; dabei ergibt sich ein einfaches Kriterium für das Einsetzen der Kavitation.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1976
Figure 0

Fig. 1. Glacier flow over a wavy bed.

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Fig. 2. Variation of basal sliding velocity Ub, with bed. Scale λ.(SI-units).

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Fig. 3. Variation of the ratio of basal sliding velocity to surface velocity with bed scale λ for different values of hε2 (SI-units).