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A Mathematical Model for Perched Block Formation

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

E. A. Patterson*
Affiliation:
Department of Mechanical Engineering, University of Sheffield, Mappin Street, Sheffield SI 3JD, England
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

A mathematical model for the formation of perched blocks on glaciers due to differential ablation is developed by considering energy balances. The model is applied to naturally positioned rocks on Bersærkerbræ, Greenland. The model predicts correctly whether a rock will perch or sink in eleven out of twelve cases. For artificially positioned small rocks of mean dimension 0.2 m, the model has a 53% success rate. The reduced performance is probably due to the thicknesses of the rocks being of similar magnitude to the range of relief of the glacier surface.

Résumé

Résumé

Un modèle mathématique pour la formation des blocs perchés sur un glacier, due à l’ablation différentielle est développé en considérant les bilans d’énergie. Le modèle est appliqué aux blocs naturellement situés sur le glacier Bersærkerbræ au Groenland. Le modèle prédit correctement comment un bloc se perche ou s’incline dans onze des douze cas. Pour de petits blocs de dimensions moyennes de 20 cm artificiellement disposés, le modèle n’a que 53% de succès. Ce score réduit est probablement dû à l’épaisseur des blocs qui est voisine de l’ordre de grandeur du relief de la surface du glacier.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Aus der Betrachtung der Energiebilanzen wird ein mathematisches Modell für die Bildung von aufsitzenden Blöcken auf Gletschern infolge differentieller Ablation hergeleitet. Das Modell wird auf natürlich gelagerte Felsblöcke am Bersærkerbræ in Grönland angewandt; in 11 Von 12 Fällen sagt es richtig voraus, ob ein Block aufsitzt oder einsinkt. Für künstlich abgesetzte, kleine Blöcke mit einem mittleren Durchmesser von 0,2 m stimmt die Vorhersage in 53% der Fälle. Die verringerte Leistung geht vermutlich zu Lasten der Tatsache, dass die Blockdicken von ähnlicher Grössenordnung sind wie die Reliefundulationen der Gletscheroberfläche.

Information

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

Fig. 1. Dependence of long-wave filter coefficient c on the height of cloud base, hc, after Philipps (1940).

Figure 1

Fig. 2. Temperature distribution predicted by Equation (9) compared to air temperatures at a height of 2 m on 16 July 1982.

Figure 2

Fig. 3. Surface temperature of dry sand on 16 July 1982.

Figure 3

Table I. Physical Values Substituted into the Model When applying it to Rocks on Bersaerkerbrae in July and August 1982

Figure 4

Table II. Data for Naturally Positioned Rocks on Bersaerkerbrae

Figure 5

Table III. Data for Artificially Positioned Rocks on Bersaerkerbrae