Finite-Element Simulation of the Thermal Regime of the Erebus Glacier Tongue, Antarctica

Abstract Finite-element method is used to determine the temperature distribution within the Erebus Glacier tongue based on information from short-term observations (Holdsworth, 1982). It is shown that, provided the up-stream temperature profile along the depth is known, steady-state assumptions are reliable for computing the temperature field within most of the ice mass at any given time for a glacier tongue. Numerical results from analyses of the Erebus Glacier tongue also indicate that the main transport of heat is through advection as expected and, hence, a realistic estimate of the velocity field becomes important. Résumé Une méthode d’éléments finis est utilisée pour la détermination de la distribution de température dans la langue du Erebus Glacier qui s’appuie sur les information des observations, Holdsworth (1982). Cela montre que, sous réserve que le profil de température en profondeur soit connu à l’amont du courant, l’hypothèse d’état stationnaire apparait réellement justifiée pour le calcul du champ de température dans la plus grande partie de la masse de glace à tout temps donné pour une langue glaciaire. Les résultats numériques à partir des analyses de la langue du Erebus Glacier montrent aussi que le principal transport de chaleur se fait par advection comme on s’y attendait et que par conséquent une estimation réaliste de la distribution de vitesse s’avère importante. Zusammenfassung Zur Bestimmung der Temperaturverteilung innerhalb der Zunge des Erebus Glacier auf der Grundlage von Beobachtungen (Holdsworth, 1982) wird die Methode der Finiten Elemente herangezogen. Es zeigt sich, dass unter der Voraussetzung, dass das gletscheraufwärts gelegene Temperatur–Tiefen-Profil bekannt ist, stationäre Annahmen eine durchaus zuverlässige Berechnung des Temperaturfeldes im Grossteil der Eismasse einer Gletscherzunge zu jedem beliebigen Zeitpunkt zulassen. Numerische Ergebnisse aus Analysen der Zunge des Erebus Glacier deuten ferner darauf hin, dass – wie erwartet – der Wärmetransport hauptsächlich auf Advektion beruht und deshalb eine realistische Abschätzung der Geschwindigkeitsverteilung von Bedeutung ist.