Impact of bedrock description on modeling ice sheet dynamics
International audience Recent glaciological surveys have revealed a significant increase of ice discharge from polar ice caps into the ocean. In parallel, ice flow models have been greatly improved to better reproduce current changes and forecast the future behavior of ice sheets. For these models,...
Published in: | Geophysical Research Letters |
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Main Authors: | , , , , |
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Format: | Article in Journal/Newspaper |
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HAL CCSD
2011
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DEM bedrock ice sheet [SDU.STU.GL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Glaciology |
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DEM bedrock ice sheet [SDU.STU.GL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Glaciology Durand, Geoffroy Gagliardini, O. Favier, L. Zwinger, T. Le Meur, E. Impact of bedrock description on modeling ice sheet dynamics |
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DEM bedrock ice sheet [SDU.STU.GL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Glaciology |
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International audience Recent glaciological surveys have revealed a significant increase of ice discharge from polar ice caps into the ocean. In parallel, ice flow models have been greatly improved to better reproduce current changes and forecast the future behavior of ice sheets. For these models, surface topography and bedrock elevation are crucial input parameters that largely control the dynamics and the ensuing overall mass balance of the ice sheet. For obvious reasons of inaccessibility, only sparse and uneven bedrock elevation data is available. This raw data is processed to produce Digital Elevation Models (DEMs) on a regular 5 km grid. These DEMs are used to constrain the basal boundary conditions of all ice sheet models. Here, by using a full‐Stokes finite element code, we examine the sensitivity of an ice flow model to the accuracy of the bedrock description. In the context of short‐term ice sheet forecast, we show that in coastal regions, the bedrock elevation should be known at a resolution of the order of one kilometer. Conversely, a crude description of the bedrock in the interior of the continent does not affect modeling of the ice outflow into the ocean. These findings clearly indicate that coastal regions should be prioritized during future geophysical surveys. They also indicate that a paradigm shift is required to change the current design of DEMs describing the bedrock below the ice sheets: they must give users the opportunity to incorporate high‐resolution bedrock elevation data in regions of interest. |
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EDGe Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE) Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG) Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG) Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) EDGE Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Universitaire de France (IUF) Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.)-Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.) Scientific Computing Ltd (CSC) European Project: 226375,EC:FP7:ENV,FP7-ENV-2008-1,ICE2SEA(2009) |
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Durand, Geoffroy Gagliardini, O. Favier, L. Zwinger, T. Le Meur, E. |
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EDGe Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE) Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG) Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG) Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) EDGE Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Universitaire de France (IUF) Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.)-Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.) Scientific Computing Ltd (CSC) European Project: 226375,EC:FP7:ENV,FP7-ENV-2008-1,ICE2SEA(2009) 2011-10-22 https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00646783 https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00646783/document https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00646783/file/2011GL048892.pdf https://doi.org/10.1029/2011GL048892 en eng HAL CCSD American Geophysical Union info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1029/2011GL048892 info:eu-repo/grantAgreement/EC/FP7/226375/EU/Ice2sea - estimating the future contribution of continental ice to sea-level rise/ICE2SEA insu-00646783 https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00646783 https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00646783/document https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00646783/file/2011GL048892.pdf doi:10.1029/2011GL048892 info:eu-repo/semantics/OpenAccess ISSN: 0094-8276 EISSN: 1944-8007 Geophysical Research Letters https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00646783 Geophysical Research Letters, American Geophysical Union, 2011, 38, 6 pp. ⟨10.1029/2011GL048892⟩ DEM bedrock ice sheet [SDU.STU.GL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Glaciology info:eu-repo/semantics/article Journal articles 2011 ftccsdartic https://doi.org/10.1029/2011GL048892 2021-10-23T23:55:42Z International audience Recent glaciological surveys have revealed a significant increase of ice discharge from polar ice caps into the ocean. In parallel, ice flow models have been greatly improved to better reproduce current changes and forecast the future behavior of ice sheets. For these models, surface topography and bedrock elevation are crucial input parameters that largely control the dynamics and the ensuing overall mass balance of the ice sheet. For obvious reasons of inaccessibility, only sparse and uneven bedrock elevation data is available. This raw data is processed to produce Digital Elevation Models (DEMs) on a regular 5 km grid. These DEMs are used to constrain the basal boundary conditions of all ice sheet models. Here, by using a full‐Stokes finite element code, we examine the sensitivity of an ice flow model to the accuracy of the bedrock description. In the context of short‐term ice sheet forecast, we show that in coastal regions, the bedrock elevation should be known at a resolution of the order of one kilometer. Conversely, a crude description of the bedrock in the interior of the continent does not affect modeling of the ice outflow into the ocean. These findings clearly indicate that coastal regions should be prioritized during future geophysical surveys. They also indicate that a paradigm shift is required to change the current design of DEMs describing the bedrock below the ice sheets: they must give users the opportunity to incorporate high‐resolution bedrock elevation data in regions of interest. Article in Journal/Newspaper Ice Sheet Archive ouverte HAL (Hyper Article en Ligne, CCSD - Centre pour la Communication Scientifique Directe) Geophysical Research Letters 38 20 n/a n/a |