Calibration of a mathematical model of Marukh Glacier, Western Caucasus

Considered in the paper, three-dimentsional mathematical model of dynamics of Marukh Glacier, Western Caucasus. Block structure of the model and interaction between blocs is described. Key model parameters are calibrated using field radio-echo-sounding, topographic and gravimetrical measurements, as...

Full description

Bibliographic Details
Published in:Ice and Snow
Main Authors: О. Rybak О., Е. Rybak А., S. Kutuzov S., I. Lavrentiev I., P. Morozova А., О. Рыбак О., Е. Рыбак А., С. Кутузов С., И. Лаврентьев И., П. Морозова А.
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:Russian
Published: IGRAS 2015
Subjects:
Caucasus;climate;ice deformation;ice flow;mass balance;mathematical model;mountain glacier;precipitation;surface air temperature
Баланс массы;горный ледник;деформация льда;Кавказ;климат;математическая модель;осадки;приземная температура воздуха;течение льда
Annals of Glaciology
Online Access:https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/164
https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-2-9-20
id ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/164
record_format openpolar
institution Open Polar
collection Ice and Snow (E-Journal)
op_collection_id ftjias
language Russian
topic Caucasus;climate;ice deformation;ice flow;mass balance;mathematical model;mountain glacier;precipitation;surface air temperature
Баланс массы;горный ледник;деформация льда;Кавказ;климат;математическая модель;осадки;приземная температура воздуха;течение льда
spellingShingle Caucasus;climate;ice deformation;ice flow;mass balance;mathematical model;mountain glacier;precipitation;surface air temperature
Баланс массы;горный ледник;деформация льда;Кавказ;климат;математическая модель;осадки;приземная температура воздуха;течение льда
О. Rybak О.
Е. Rybak А.
S. Kutuzov S.
I. Lavrentiev I.
P. Morozova А.
О. Рыбак О.
Е. Рыбак А.
С. Кутузов С.
И. Лаврентьев И.
П. Морозова А.
Calibration of a mathematical model of Marukh Glacier, Western Caucasus
topic_facet Caucasus;climate;ice deformation;ice flow;mass balance;mathematical model;mountain glacier;precipitation;surface air temperature
Баланс массы;горный ледник;деформация льда;Кавказ;климат;математическая модель;осадки;приземная температура воздуха;течение льда
description Considered in the paper, three-dimentsional mathematical model of dynamics of Marukh Glacier, Western Caucasus. Block structure of the model and interaction between blocs is described. Key model parameters are calibrated using field radio-echo-sounding, topographic and gravimetrical measurements, as well as observations on surface air temperature and precipitation amount at Klukhorsky Pereval meteostation, closest to the glacier. We determine meanings of parameters favourable to minimum deviations between calculated and observed flow velocities and normalized surface mass balance. The model is supposed to be used in future for prognostic calculations of Caucasus glacier evolution in changing climatic conditions. Рассматривается трёхмерная математическая модель динамики ледника Марух на Западном Кавказе. Описываются блочная структура модели и взаимодействие между блоками. Ключевые параметры модели калибруются на основе данных полевых радиолокационных, топои гравиметрических исследований, а также с использованием результатов наблюдений за приземной температурой воздуха и количеством осадков на ближайшей к леднику метеорологической станции Клухорский перевал. Определены значения параметров, при которых расхождения расчётной и наблюдённой скоростей течения льда и нормированного удельного баланса массы ледника минимальны. Данную модель предполагается в дальнейшем использовать для прогностических расчётов эволюции ледников Кавказа в условиях меняющегося климата.
format Article in Journal/Newspaper
author О. Rybak О.
Е. Rybak А.
S. Kutuzov S.
I. Lavrentiev I.
P. Morozova А.
О. Рыбак О.
Е. Рыбак А.
С. Кутузов С.
И. Лаврентьев И.
П. Морозова А.
author_facet О. Rybak О.
Е. Rybak А.
S. Kutuzov S.
I. Lavrentiev I.
P. Morozova А.
О. Рыбак О.
Е. Рыбак А.
С. Кутузов С.
И. Лаврентьев И.
П. Морозова А.
author_sort О. Rybak О.
title Calibration of a mathematical model of Marukh Glacier, Western Caucasus
title_short Calibration of a mathematical model of Marukh Glacier, Western Caucasus
title_full Calibration of a mathematical model of Marukh Glacier, Western Caucasus
title_fullStr Calibration of a mathematical model of Marukh Glacier, Western Caucasus
title_full_unstemmed Calibration of a mathematical model of Marukh Glacier, Western Caucasus
title_sort calibration of a mathematical model of marukh glacier, western caucasus
publisher IGRAS
publishDate 2015
url https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/164
https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-2-9-20
genre Annals of Glaciology
genre_facet Annals of Glaciology
op_source Ice and Snow; Том 55, № 2 (2015); 9-20
Лёд и Снег; Том 55, № 2 (2015); 9-20
2412-3765
2076-6734
10.15356/2076-6734-2015-2
op_relation https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/164/121
. Кренке А.Н., Меншутин В.М., Волошина А.П., Панов В.Д., Бажев А.Б., Бажева В.Я., Балаева В.А., Виноградов О.Н., Воронина Л.С., Гарелик Л.С., Да­ видович Н.В., Дубинская Н.М., Мачерет Ю.Я., Мои­ сеева Г.П., Псарева Т.В., Тюлина Т.Ю., Фрейнд­ лин Т.С., Хмелевской И.Ф., Чернова Л.П., Шадри­на О.В. Ледник Марух (Западный Кавказ) . Л .: Гидрометеоиздат, 1988 . 255 с .
. Кутузов С.С., Лаврентьев И.И., Мачерет Ю.Я., Пе­траков Д.А . Изменения ледника Марух с 1945 по 2011 г . // Лёд и Снег . 2012 . No 1 (117) . C . 123–127 .
. Лурье П.М., Панов В.Д. Изменение современного оледенения северного склона Большого Кавказа в ХХ в . и прогноз его деградации в ХХI в . // Метеорология и гидрология . 2014 . No 4 . С . 68–76 .
. Панов В.Д. Эволюция оледенения современного Кавказа: Дис . в виде научного доклада на соиск . уч . степ . д-ра геогр . наук . Ростов-на-Дону, Ростовский гос . ун-т, 2001 . 58 с .
. Рыбак О.О., Рыбак Е.А. Алгоритм решения системы уравнений течения льда в трехмерной математической модели // Изв . вузов . Северо-Кавказский регион . Естественные науки . 2010 . No 6 . С . 117–122 .
. Рыбак О.О., Фюрст Й.Я., Хёбрехтс Ф. Математическое моделирование течения льда в северо-западной Гренландии и интерпретация данных глубокого бурения на станции NEEM // Лёд и Снег . 2013 . No 1 (121) . С . 16–25 .
. Blatter H. Velocity and stress fields in grounded glaciers: a simple algorithm for including deviatoric stress gradients // Journ . of Glaciology . 1995 . V . 41 . No 138 . P . 333–344 .
. Elsasser H., Bürki R . Climate change as a threat to tourism in the Alps // Climate Research . 2002 . V . 20 . P . 253–257 . doi:10 .3354/cr020253 .
. Fürst J.J., Rybak O., Goelzer H., De Smedt B., de Groen P., Huybrechts P. Improved convergence and stability properties in a three-dimensional higher-order ice sheet model // Geoscientific Model Development . 2011 . V . 4 . P . 1133–1149 .
. Hindmarsh R.C.A. A numerical comparison of approximations to the Stokes equations used in ice sheet and glacier modelling // Journ . of Geophys . Research . 2004 . V . 109 (F1) . doi:10 .1029/2003JF000065 .
. Hindmarsh R.C.A., Payne A.J. Time-step limits for stable solutions of the ice-sheet equation // Annals of Glaciology . 1996 . V . 23 . P . 74–85 .
. Khromova T., Nosenko G., Kutuzov S., Muraviev A., Cher­ nova L. Glacier area changes in Northern Eurasia // Environmental Research Letters . 2014 . V . 9 . P . 1–11 .
. Nemec J., Huybrechts P., Rybak O., Oerlemans J. Reconstruction of the surface mass balance of Morteratschgletscher since 1865 // Annals of Glaciology . 2009 . V . 50 . P . 126–134 .
. Oerlemans J. Glaciers and Climate change . Rotterdam: A .A . Balkema Publishers, 2001 . 148 p .
. Pattyn F . A new three-dimensional higher-order thermomechanical ice sheet model: Basic sensitivity, ice stream development, and ice flow across subglacial lakes // Journ . of Geophys . Research . 2003 . V . 108 . doi:10 .1029/2002JB002329
. Press W.H., Teukolsky S.A., Vetterling W.T., Flan­ nery B.P. Numerical Recipes . Cambridge, Cambridge University Press, 1992 . 963 p .
. Radić V., Hock R. Regionally differentiated contribution of mountain glaciers and ice caps to future sealevel rise // Nature Geoscience . 2011 . V . 4 . P . 91–94 . doi:10 .1038/ngeo1052 .
. Van der Veen C.J., Whillians I. Force budget: I . theory and numerical methods // Journ . of Glaciology . 1989 . V . 35 . P . 53–60 .
. Zekollari H., Huybrechts P., Fürst J.J., Rybak O., Eisen O. Calibration of a higher-order 3-D ice flow model of the Morteratsch glacier complex, Engadin, Switzerland // Annals of Glaciology . 2013 . V . 54 . P . 343–351 .
https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/164
doi:10.15356/2076-6734-2015-2-9-20
op_rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Редакция журнала будет размещать принятую для публикации статью на сайте журнала до выхода её в свет (после утверждения к печати редколлегией журнала). Авторы также имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).
op_rightsnorm CC-BY
op_doi https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-2-9-20
https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-2
container_title Ice and Snow
container_volume 130
container_issue 2
container_start_page 9
_version_ 1766003384547016704
spelling ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/164 2023-05-15T13:29:49+02:00 Calibration of a mathematical model of Marukh Glacier, Western Caucasus Калибровка математической модели динамики ледника Марух, Западный Кавказ О. Rybak О. Е. Rybak А. S. Kutuzov S. I. Lavrentiev I. P. Morozova А. О. Рыбак О. Е. Рыбак А. С. Кутузов С. И. Лаврентьев И. П. Морозова А. 2015-05-14 application/pdf https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/164 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-2-9-20 rus rus IGRAS https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/164/121 . Кренке А.Н., Меншутин В.М., Волошина А.П., Панов В.Д., Бажев А.Б., Бажева В.Я., Балаева В.А., Виноградов О.Н., Воронина Л.С., Гарелик Л.С., Да­ видович Н.В., Дубинская Н.М., Мачерет Ю.Я., Мои­ сеева Г.П., Псарева Т.В., Тюлина Т.Ю., Фрейнд­ лин Т.С., Хмелевской И.Ф., Чернова Л.П., Шадри­на О.В. Ледник Марух (Западный Кавказ) . Л .: Гидрометеоиздат, 1988 . 255 с . . Кутузов С.С., Лаврентьев И.И., Мачерет Ю.Я., Пе­траков Д.А . Изменения ледника Марух с 1945 по 2011 г . // Лёд и Снег . 2012 . No 1 (117) . C . 123–127 . . Лурье П.М., Панов В.Д. Изменение современного оледенения северного склона Большого Кавказа в ХХ в . и прогноз его деградации в ХХI в . // Метеорология и гидрология . 2014 . No 4 . С . 68–76 . . Панов В.Д. Эволюция оледенения современного Кавказа: Дис . в виде научного доклада на соиск . уч . степ . д-ра геогр . наук . Ростов-на-Дону, Ростовский гос . ун-т, 2001 . 58 с . . Рыбак О.О., Рыбак Е.А. Алгоритм решения системы уравнений течения льда в трехмерной математической модели // Изв . вузов . Северо-Кавказский регион . Естественные науки . 2010 . No 6 . С . 117–122 . . Рыбак О.О., Фюрст Й.Я., Хёбрехтс Ф. Математическое моделирование течения льда в северо-западной Гренландии и интерпретация данных глубокого бурения на станции NEEM // Лёд и Снег . 2013 . No 1 (121) . С . 16–25 . . Blatter H. Velocity and stress fields in grounded glaciers: a simple algorithm for including deviatoric stress gradients // Journ . of Glaciology . 1995 . V . 41 . No 138 . P . 333–344 . . Elsasser H., Bürki R . Climate change as a threat to tourism in the Alps // Climate Research . 2002 . V . 20 . P . 253–257 . doi:10 .3354/cr020253 . . Fürst J.J., Rybak O., Goelzer H., De Smedt B., de Groen P., Huybrechts P. Improved convergence and stability properties in a three-dimensional higher-order ice sheet model // Geoscientific Model Development . 2011 . V . 4 . P . 1133–1149 . . Hindmarsh R.C.A. A numerical comparison of approximations to the Stokes equations used in ice sheet and glacier modelling // Journ . of Geophys . Research . 2004 . V . 109 (F1) . doi:10 .1029/2003JF000065 . . Hindmarsh R.C.A., Payne A.J. Time-step limits for stable solutions of the ice-sheet equation // Annals of Glaciology . 1996 . V . 23 . P . 74–85 . . Khromova T., Nosenko G., Kutuzov S., Muraviev A., Cher­ nova L. Glacier area changes in Northern Eurasia // Environmental Research Letters . 2014 . V . 9 . P . 1–11 . . Nemec J., Huybrechts P., Rybak O., Oerlemans J. Reconstruction of the surface mass balance of Morteratschgletscher since 1865 // Annals of Glaciology . 2009 . V . 50 . P . 126–134 . . Oerlemans J. Glaciers and Climate change . Rotterdam: A .A . Balkema Publishers, 2001 . 148 p . . Pattyn F . A new three-dimensional higher-order thermomechanical ice sheet model: Basic sensitivity, ice stream development, and ice flow across subglacial lakes // Journ . of Geophys . Research . 2003 . V . 108 . doi:10 .1029/2002JB002329 . Press W.H., Teukolsky S.A., Vetterling W.T., Flan­ nery B.P. Numerical Recipes . Cambridge, Cambridge University Press, 1992 . 963 p . . Radić V., Hock R. Regionally differentiated contribution of mountain glaciers and ice caps to future sealevel rise // Nature Geoscience . 2011 . V . 4 . P . 91–94 . doi:10 .1038/ngeo1052 . . Van der Veen C.J., Whillians I. Force budget: I . theory and numerical methods // Journ . of Glaciology . 1989 . V . 35 . P . 53–60 . . Zekollari H., Huybrechts P., Fürst J.J., Rybak O., Eisen O. Calibration of a higher-order 3-D ice flow model of the Morteratsch glacier complex, Engadin, Switzerland // Annals of Glaciology . 2013 . V . 54 . P . 343–351 . https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/164 doi:10.15356/2076-6734-2015-2-9-20 Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Редакция журнала будет размещать принятую для публикации статью на сайте журнала до выхода её в свет (после утверждения к печати редколлегией журнала). Авторы также имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). CC-BY Ice and Snow; Том 55, № 2 (2015); 9-20 Лёд и Снег; Том 55, № 2 (2015); 9-20 2412-3765 2076-6734 10.15356/2076-6734-2015-2 Caucasus;climate;ice deformation;ice flow;mass balance;mathematical model;mountain glacier;precipitation;surface air temperature Баланс массы;горный ледник;деформация льда;Кавказ;климат;математическая модель;осадки;приземная температура воздуха;течение льда info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2015 ftjias https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-2-9-20 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-2 2022-12-20T13:30:26Z Considered in the paper, three-dimentsional mathematical model of dynamics of Marukh Glacier, Western Caucasus. Block structure of the model and interaction between blocs is described. Key model parameters are calibrated using field radio-echo-sounding, topographic and gravimetrical measurements, as well as observations on surface air temperature and precipitation amount at Klukhorsky Pereval meteostation, closest to the glacier. We determine meanings of parameters favourable to minimum deviations between calculated and observed flow velocities and normalized surface mass balance. The model is supposed to be used in future for prognostic calculations of Caucasus glacier evolution in changing climatic conditions. Рассматривается трёхмерная математическая модель динамики ледника Марух на Западном Кавказе. Описываются блочная структура модели и взаимодействие между блоками. Ключевые параметры модели калибруются на основе данных полевых радиолокационных, топои гравиметрических исследований, а также с использованием результатов наблюдений за приземной температурой воздуха и количеством осадков на ближайшей к леднику метеорологической станции Клухорский перевал. Определены значения параметров, при которых расхождения расчётной и наблюдённой скоростей течения льда и нормированного удельного баланса массы ледника минимальны. Данную модель предполагается в дальнейшем использовать для прогностических расчётов эволюции ледников Кавказа в условиях меняющегося климата. Article in Journal/Newspaper Annals of Glaciology Ice and Snow (E-Journal) Ice and Snow 130 2 9

Similar Items