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Implications of the form of the Flow Law for Vertical Velocity and Age–Depth Profiles in Polar Ice

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

E.W. Wolff
Affiliation:
British Antarctic Survey, Natural Environment Research Council, High Cross, Madingley Road, Cambridge CB3 OET, England
C.S.M. Doake
Affiliation:
British Antarctic Survey, Natural Environment Research Council, High Cross, Madingley Road, Cambridge CB3 OET, England
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Abstract

Two situations are studied in relation to the flow law of polar ice. In each case, models are used with a flow-law exponent of one, and with the more traditional exponent of three. The horizontal velocity profile at Devon Island, Arctic Canada, is better fitted by n = 1; for the vertical velocity profile, n = 3 gives a better fit, but both model profiles fall well within experimental error. For the Camp Century age–depth profile, only n = 1 gives an acceptable fit when temperature is allowed for. The large discrepancy between isothermal and non-isothermal models for n = 3 shows the importance of allowing for temperature in studies of ice-sheet properties.

Résumé

Résumé

. On étudie deux situations en fonction de la loi de fluage de la glace polaire. Dans chaque cas, on utilise des modèles avec une loi de fluage d’exposant un, ainsi que l’exposant traditionnel 3. Le profil de vitesse horizontale à Devon Island, Canada Arctique, s’approche mieux avec n = 1, tandis que le profil vertical est mieux représenté par n = 3. Cependant les deux modèles de profil concordent aux erreurs expérimentales près. Pour le profil âge-profondeur de Camp Century, ce n’est qu’avec n = 1 qu’on obtient une concordance acceptable lorsqu’on dispose de la température. La forte discordance entre les modèles isotherme et non isotherme pour n = 3 montre l’importance de la connaissance de la température dans les études des calottes polaires.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Im Hinblick auf das Fliessgesetz für polares Eis werden zwei Fälle untersucht. In beiden werden Modelle mit einem Fliessgesetz-Exponenten von 1 und – mehr traditionell – von 3 benutzt. Das Horizontalgeschwindigkeitsprofil auf Devon Island, Kanadische Arktis, lässt sich besser mit n = 1 erfassen; für das Vertikalgeschwindigkeitsprofil gibt n = 3 eine bessere Anpassung, doch liegen beide Modellprofile innerhalb der Streuung durch Beobachtungsfehler. Für das Alter-Tiefen-Profil in Camp Century liefert nur n = 1 eine vernünftige Anpassung, sofern Temperaturreduktionen angebracht werden. Der grosse Widerspruch zwischen isothermen und nicht-isothermen Modellen für n = 3 zeigt die Bedeutung der Temperaturreduktion bei Studien über das Verhalten von Eisdecken.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1986
Figure 0

Fig. 1. Velocity profiles with depth (given in ice-equivalents) at Devon Island. (a) horizontal. (b) vertical velocity. The crosses are measured data. the solid lilies n = 3. dashed lines n = 1 models.

Figure 1

Fig. 2. Age–depth relationships at Camp Century, Greenland. The crosses are the time-scale of Hammer and others (1978). The solid line is n = 3, dashed line n = 1 model, using Q = 60 kJ mol–1 in both cases.

Figure 2

Fig. 3. Variations in the relative value of A0 that would be required to fit the layer thickness data of Hammer and others (1978), if accumulation rate were assumed constant.