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Terminus Response of Lewis Glacier, Mount Kenya, Kenya, to Sinusoidal Net-Balance Forcing

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

Phillip Kruss*
Affiliation:
Department of Meteorology, University of Wisconsin-Madison, 1225 West Dayton Street, Madison, Wisconsin 53706, U.S.A.
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Abstract

Climatic change occurs over a wide range of time scales. Each glacier responds in a unique fashion to this spectrum of climatic forcings. The response of the extent of the Lewis Glacier terminus to sinusoidal fluctuation in the net balance is calculated. The net balance versus elevation profile is separately translated along the orthogonal balance and elevation axes. Net balance amplitudes of 0.1 to 0.5 m a−1 of ice and 10 to 50 m elevation, respectively, and periods ranging from 20 to 1000 years are covered. The time lag between forcing and terminus response is dependent on applied period, reaching a maximum of about 30 years at 1000 years period, but is independent of applied amplitude. For the shorter applied periods the response amplitude increases rapidly with period but asymptotically approaches a maximum at periods above approximately 200 years; it is linearly dependent on applied amplitude. Consideration of the Lewis Glacier response taken in perspective with similar results for other alpine glaciers identifies general characteristics of the terminus response.

Résumé

Résumé

Les fluctuations climatiques se produisent suivant des échelles de temps très différentes. On a calculé la réponse de la langue terminale du Lewis Glacier à une fluctuation sinusoïdale du bilan de masse. Le profil des bilans en fonction de l’altitude est transcrit séparément suivant des axes orthogonaux bilan/altitude. On a couvert des amplitudes de bilans de 0,1 à 0,5 m a−1 de glace et d’altitudes de 10 à 50 m respectivement sur des périodes allant de 20 à 1000 ans. Le temps de réponse entre lʼincitation du bilan et le mouvement de la langue dépend de la période choisis, il atteint un maximum d’environ 30 ans pour des périodes de 1000 ans mais il est indépendant de lʼamplitude. Pour les periodes plus courtes l’amplitude de la réponse augmente rapidement avec la période mais se rapproche asymptotiquement du maximum pour des périodes de lʼordre de 200 ans; elle est linéairement liée à lʼamplitude de lʼincitation. La prise en compte de la réponse du Lewis Glacier en comparaison avec des résultats analogues pour dʼautres glaciers alpins permet de caractériser les traits généraux de la réponse des langues.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Klimaänderungen ereignen sich über einen weiten Bereich von Zeitskalen. Jeder Gletscher spricht auf dieses Spektrum von Klimageschehnissen in ihm eigener Weise an. Es wird hier das Ansprechen des Zungenendes des Lewis Glacier auf sinusförmige Schwankungen in der Massenbilanz berechnet. Das Vertikalprofil der Massenbilanz wird getrennt längs der zueinander senkrechten Bilanz- und Höhenachsen verschoben. Dabei werder Amplituden der Massenbilanz von 0,1 bis 0,5 m a−1 und Amplituden der Höhe von 10 bis 50 m behandelt, sowie Perioden von 20 bis 1000 Jahren. Der Phasenunterschied zwischen dem Klimaereignis und dem Ansprechen des Zungenendes hängt von der Periode des Klimageschehens ab, derart, dass ein Maximum von etwa 30 Jahren bei einer Periode von 1000 Jahren erreicht wird; dagegen ist der Phasenunterschied unabhängig von der Amplitude des Klimageschehens. Für die kürzeren Perioden des Klimageschehens nimmt die Amplitude des Ansprechens der Gletscherzunge rasch mit zunehmender Periode zu, aber sie erreicht ein Maximum bei Perioden oberhalb etwa 200 Jahren; das Ansprechen der Gletscherzunge hängt linear von der Amplitude des Klimageschehens ab. In Zusammenhang mit ähnlichen Ergebnissen für andere Gletscher zeigen die Betrachtungen für den Lewis Glacier allgemeine Charakteristiken des Ansprechens der Gletscherzunge auf.

Information

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

Table I. The Calculation Routine of the Lewis Glacier Flow Model

Figure 1

Fig. 1. Time lag between net-balance variation and Lewis Glacier terminus response. The mean time lag (ordinate) is plotted against the period of the applied sinusoidal balance oscillation (abscissa) and is expressed in years (squares, left scale) and as a percentage of the applied period (dots, right scale). Dashed and solid lines denote translation with respect to the balance and elevation axes, respectively.

Figure 2

Fig. 2. Amplitude of the Lewis Glacier terminus response. The terminus response amplitude (ordinate) is plotted against the period of the applied sinusoidal balance oscillation (abscissa). A dashed line indicates a response to variation in the balance axis of amplitude 0.3 m a−1 of ice. A solid line indicates a translation with respect to the elevation axis of amplitude 30 m, which is most directly described as a 30 m change in equilibrium-line altitude.