Breakthrough of Lake Progress (East Antarctica): a phenomenological model and approaches to assessing the characteristics of a flash flood
On January 14, 2019, a breakthrough of water masses occurred on the Lake Progress (the oasis of the Larsemann hills, East Antarctica) with the formation of a flash flood. During the summer field seasons of the 63rd and 64th Russian Antarctic Expeditions (2017–2019), comprehensive hydrological, GPR a...
Published in: | Ice and Snow |
---|---|
Main Authors: | , , , , , , , , , |
Format: | Article in Journal/Newspaper |
Language: | Russian |
Published: |
IGRAS
2020
|
Subjects: | |
Online Access: | https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/846 https://doi.org/10.31857/S2076673420040065 |
id |
ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/846 |
---|---|
record_format |
openpolar |
institution |
Open Polar |
collection |
Ice and Snow (E-Journal) |
op_collection_id |
ftjias |
language |
Russian |
topic |
Antarctic lakes East Antarctica geophysics hydrograph modeling hydrology outburst/breakthrough flood Progress Station Антарктические озёра Восточная Антарктида геофизика гидрология моделирование гидрографа прорывной паводок станция Прогресс |
spellingShingle |
Antarctic lakes East Antarctica geophysics hydrograph modeling hydrology outburst/breakthrough flood Progress Station Антарктические озёра Восточная Антарктида геофизика гидрология моделирование гидрографа прорывной паводок станция Прогресс G. Pryakhina V. A. Chetverova A. S. Grigorieva D. A. Boronina S. S. Popov V. Г. Пряхина В. А. Четверова А. С. Григорьева Д. А. Боронина С. С. Попов В. Breakthrough of Lake Progress (East Antarctica): a phenomenological model and approaches to assessing the characteristics of a flash flood |
topic_facet |
Antarctic lakes East Antarctica geophysics hydrograph modeling hydrology outburst/breakthrough flood Progress Station Антарктические озёра Восточная Антарктида геофизика гидрология моделирование гидрографа прорывной паводок станция Прогресс |
description |
On January 14, 2019, a breakthrough of water masses occurred on the Lake Progress (the oasis of the Larsemann hills, East Antarctica) with the formation of a flash flood. During the summer field seasons of the 63rd and 64th Russian Antarctic Expeditions (2017–2019), comprehensive hydrological, GPR and geodetic surveys were conducted in this area to ensure the safety of transport operations. The results of field measurements and calculations based on mathematical modeling of the breakthrough flood from the Lake are presented. The purpose of this study was to compare field observations and model calculations of the breakthrough flood and then to verify the existing model of Yu.B. Vinogradov on real data, since detailed observations of breakthrough floods of lakes of the Antarctic oases have not been previously carried out. The results of complex hydrological and geophysical investigations of LH73–Progress–Sibtorp lake system focused on areas where lake outburst are possible (snow-ice dams) made possible to formulate phenomenological model of the outburst process. It was emphasized that the lake water was discharged through a tunnel developed in the snow–ice dam, which subsequently evolved into a real riverbed. The maximum water discharge was formed approximately in 7.5 h after the start of the outflow, and it was estimated 5.4 m3s-1 according to the in-situ measurements, and 4.94 m3s-1 – by the model. The calculated volume of the flood is 76 320 m3. The differences between the model and in-situ measurements are about 9% that can be explained by the fact that the time of water retention by the snow-ice dam is not considered in the model. При исследованиях в 2018/19 г. в районе станции Прогресс (Восточная Антарктида) авторы наблюдали прорыв системы озёр Прогресс–Сибторп. Приводятся феноменологическое описание этого процесса, а также результаты наблюдений и математического моделирования. |
format |
Article in Journal/Newspaper |
author |
G. Pryakhina V. A. Chetverova A. S. Grigorieva D. A. Boronina S. S. Popov V. Г. Пряхина В. А. Четверова А. С. Григорьева Д. А. Боронина С. С. Попов В. |
author_facet |
G. Pryakhina V. A. Chetverova A. S. Grigorieva D. A. Boronina S. S. Popov V. Г. Пряхина В. А. Четверова А. С. Григорьева Д. А. Боронина С. С. Попов В. |
author_sort |
G. Pryakhina V. |
title |
Breakthrough of Lake Progress (East Antarctica): a phenomenological model and approaches to assessing the characteristics of a flash flood |
title_short |
Breakthrough of Lake Progress (East Antarctica): a phenomenological model and approaches to assessing the characteristics of a flash flood |
title_full |
Breakthrough of Lake Progress (East Antarctica): a phenomenological model and approaches to assessing the characteristics of a flash flood |
title_fullStr |
Breakthrough of Lake Progress (East Antarctica): a phenomenological model and approaches to assessing the characteristics of a flash flood |
title_full_unstemmed |
Breakthrough of Lake Progress (East Antarctica): a phenomenological model and approaches to assessing the characteristics of a flash flood |
title_sort |
breakthrough of lake progress (east antarctica): a phenomenological model and approaches to assessing the characteristics of a flash flood |
publisher |
IGRAS |
publishDate |
2020 |
url |
https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/846 https://doi.org/10.31857/S2076673420040065 |
long_lat |
ENVELOPE(76.217,76.217,-69.400,-69.400) ENVELOPE(76.383,76.383,-69.367,-69.367) |
geographic |
Antarctic The Antarctic East Antarctica Larsemann Hills Progress Station |
geographic_facet |
Antarctic The Antarctic East Antarctica Larsemann Hills Progress Station |
genre |
Annals of Glaciology Antarc* Antarctic Antarctica East Antarctica Антарктида |
genre_facet |
Annals of Glaciology Antarc* Antarctic Antarctica East Antarctica Антарктида |
op_source |
Ice and Snow; Том 60, № 4 (2020); 613-622 Лёд и Снег; Том 60, № 4 (2020); 613-622 2412-3765 2076-6734 |
op_relation |
https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/846/544 Симонов И.М. Оазисы Восточной Антарктиды. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 176 с. Александров М.В. Ландшафтная структура и картирование оазисов Земли Эндерби / Под ред. Е.С. Короткевича. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 152 с. Сократова И.Н. Антарктические оазисы. Санкт- Петербург: ААНИИ, 2010. 274 с. Боронина А.С., Четверова А.А., Попов С.В., Пряхина Г.В. Обзор потенциально прорывоопасных озёр и последствия прохождения их паводков в районах холмов Тала и Ларсеманн (Восточная Антарктида) // II Всерос. науч.-практ. конф. «Современные тенденции и перспективы развития гидрометеорологии в России», 5–7 июня 2019 г. Иркутск, 2019. C. 307–318. Александров М.В., Козловский А.М. К исследованию озёр в окрестностях станции Молодёжной // Информ. бюл. САЭ. 1969. № 72. C. 34–40. Вайгачев А.З. Прорыв ледяной «плотины» озера Лагерного // Информ. бюл. САЭ. 1965. № 54. C. 58–59. Аверьянов В. Наводнение на станции Новолазаревской // Информ. бюл. САЭ. 1965. № 52. C. 53–74. Дворников Ю.А., Евдокимов А.А. Научно-технический отчёт по программе гидроэкологических исследований на станции Прогресс в сезонный период 62‑й РАЭ. СПб.: Фонды ААНИИ, 2017. 50 с. Popov S.V., Pryakhin S.S., Bliakharskii D.P., Pryakhina G.V., Tyurin S.V. Vast ice depression in Dålk Gla cier, East Antarctica // Ice and Snow. 2017. V. 57. № 3. P. 427–432. doi:10.15356/2076-6734-2017-3-427-432. Antarctic Xiehe Peninsula orthophoto. Scale 1:4000. Heilongjiang Polar Engineering Center of Surveying & Mapping and Heilongjiang Institute of Geomatics Engineering. China, 2006. Larsemann Hills. Princess Elizabeth Land. Antarctica. Satellite image map. Edition 3. Map number 14241, Scale 1:25 000. Australian Antarctic Division, 2015. Боронина А.С., Попов С.В., Пряхина Г.В. Гидрологическая характеристика озёр восточной части полуострова Брокнес, холмы Ларсеманн, Восточная Антарктида // Лёд и Снег. 2019. Т. 59. № 1. С. 39–48. doi:10.15356/2076-6734-2019-1-39-48. Попов С.В., Боронина А.С. Программное обеспечение для обработки данных тахеометрической съёмки // Геодезия, картография, геоинформатика и кадастры. Наука и образование. Сб. материалов III Всерос. науч.-практ. конф. 6–8 ноября 2019 г. СПб., 2019. С. 258–263. Григорьева С.Д., Четверова А.А., Рыжова Е.В., Дешевых Г.А., Попов С.В. Гидрологические и геофизические инженерные изыскания в районе станции Прогресс (оазис холмы Ларсеманн, Восточная Антарктида) в сезон 64‑й РАЭ // Российские полярные исследования. 2019. № 2. С. 23–28. Howat I.M., Porter C., Smith B.E., Noh M.‑J., Morin P. The reference elevation model of Antarctica // Cryosphere. 2019. № 13. P. 665–674. doi:10.5194/tc-13-665-2019. Виноградов Ю.Б. Метод расчета гидрографа паводка при прорыве подпруженного ледником озера // Селевые потоки. 1976. Сб. 1. С. 138–153. Попов С.В., Пряхина Г.В., Боронина А.С. Оценка расхода воды в процессе развития прорывного паводка ледниковых и подледниковых водоёмов // Криосфера Земли. 2019. Т. XXIII. № 3. С. 25–32. doi:10.21782/KZ1560-7496-2019-3(25-32). Nye J.F. Water flow in glaciers: jökulhlaups, tunnels, and veins // Journ. of Glaciology. 1976. V. 17. № 76. P. 181–207. Björnsson H. Jökulhlaups in Iceland: prediction, characteristics and simulation // Annals of Glaciology. 1992. V. 16. P. 95–106. doi:10.3198/1992AoG16-1-95-106. Clarke G.K.C. Hydraulics of subglacial outburst floods: New insights from the Spring-Hutter formulation // Journ. of Glaciology. 2003. V. 49. № 165. P. 299–314. doi:10.3189/172756503781830728. Fowler A.C. Dynamics of subglacial floods // Proc. Royal Society. A. Mathematical Physics. Engineering Sciences. 2009. V. 465. № 2106. P. 1809–1828. https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/846 doi:10.31857/S2076673420040065 |
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/10.31857/S2076673420040065 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2017-3-427-432 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2019-1-39-48 https://doi.org/10.5194/tc-13-665-2019 https://doi.org/10.21782/KZ1560-7496-2019-3(25-32 https://doi.org |
container_title |
Ice and Snow |
container_volume |
60 |
container_issue |
4 |
container_start_page |
613 |
op_container_end_page |
622 |
_version_ |
1766003680520175616 |
spelling |
ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/846 2023-05-15T13:29:50+02:00 Breakthrough of Lake Progress (East Antarctica): a phenomenological model and approaches to assessing the characteristics of a flash flood Прорыв озера Прогресс (Восточная Антарктида): подходы к оценке характеристик прорывного паводка G. Pryakhina V. A. Chetverova A. S. Grigorieva D. A. Boronina S. S. Popov V. Г. Пряхина В. А. Четверова А. С. Григорьева Д. А. Боронина С. С. Попов В. 2020-11-05 application/pdf https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/846 https://doi.org/10.31857/S2076673420040065 rus rus IGRAS https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/846/544 Симонов И.М. Оазисы Восточной Антарктиды. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 176 с. Александров М.В. Ландшафтная структура и картирование оазисов Земли Эндерби / Под ред. Е.С. Короткевича. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 152 с. Сократова И.Н. Антарктические оазисы. Санкт- Петербург: ААНИИ, 2010. 274 с. Боронина А.С., Четверова А.А., Попов С.В., Пряхина Г.В. Обзор потенциально прорывоопасных озёр и последствия прохождения их паводков в районах холмов Тала и Ларсеманн (Восточная Антарктида) // II Всерос. науч.-практ. конф. «Современные тенденции и перспективы развития гидрометеорологии в России», 5–7 июня 2019 г. Иркутск, 2019. C. 307–318. Александров М.В., Козловский А.М. К исследованию озёр в окрестностях станции Молодёжной // Информ. бюл. САЭ. 1969. № 72. C. 34–40. Вайгачев А.З. Прорыв ледяной «плотины» озера Лагерного // Информ. бюл. САЭ. 1965. № 54. C. 58–59. Аверьянов В. Наводнение на станции Новолазаревской // Информ. бюл. САЭ. 1965. № 52. C. 53–74. Дворников Ю.А., Евдокимов А.А. Научно-технический отчёт по программе гидроэкологических исследований на станции Прогресс в сезонный период 62‑й РАЭ. СПб.: Фонды ААНИИ, 2017. 50 с. Popov S.V., Pryakhin S.S., Bliakharskii D.P., Pryakhina G.V., Tyurin S.V. Vast ice depression in Dålk Gla cier, East Antarctica // Ice and Snow. 2017. V. 57. № 3. P. 427–432. doi:10.15356/2076-6734-2017-3-427-432. Antarctic Xiehe Peninsula orthophoto. Scale 1:4000. Heilongjiang Polar Engineering Center of Surveying & Mapping and Heilongjiang Institute of Geomatics Engineering. China, 2006. Larsemann Hills. Princess Elizabeth Land. Antarctica. Satellite image map. Edition 3. Map number 14241, Scale 1:25 000. Australian Antarctic Division, 2015. Боронина А.С., Попов С.В., Пряхина Г.В. Гидрологическая характеристика озёр восточной части полуострова Брокнес, холмы Ларсеманн, Восточная Антарктида // Лёд и Снег. 2019. Т. 59. № 1. С. 39–48. doi:10.15356/2076-6734-2019-1-39-48. Попов С.В., Боронина А.С. Программное обеспечение для обработки данных тахеометрической съёмки // Геодезия, картография, геоинформатика и кадастры. Наука и образование. Сб. материалов III Всерос. науч.-практ. конф. 6–8 ноября 2019 г. СПб., 2019. С. 258–263. Григорьева С.Д., Четверова А.А., Рыжова Е.В., Дешевых Г.А., Попов С.В. Гидрологические и геофизические инженерные изыскания в районе станции Прогресс (оазис холмы Ларсеманн, Восточная Антарктида) в сезон 64‑й РАЭ // Российские полярные исследования. 2019. № 2. С. 23–28. Howat I.M., Porter C., Smith B.E., Noh M.‑J., Morin P. The reference elevation model of Antarctica // Cryosphere. 2019. № 13. P. 665–674. doi:10.5194/tc-13-665-2019. Виноградов Ю.Б. Метод расчета гидрографа паводка при прорыве подпруженного ледником озера // Селевые потоки. 1976. Сб. 1. С. 138–153. Попов С.В., Пряхина Г.В., Боронина А.С. Оценка расхода воды в процессе развития прорывного паводка ледниковых и подледниковых водоёмов // Криосфера Земли. 2019. Т. XXIII. № 3. С. 25–32. doi:10.21782/KZ1560-7496-2019-3(25-32). Nye J.F. Water flow in glaciers: jökulhlaups, tunnels, and veins // Journ. of Glaciology. 1976. V. 17. № 76. P. 181–207. Björnsson H. Jökulhlaups in Iceland: prediction, characteristics and simulation // Annals of Glaciology. 1992. V. 16. P. 95–106. doi:10.3198/1992AoG16-1-95-106. Clarke G.K.C. Hydraulics of subglacial outburst floods: New insights from the Spring-Hutter formulation // Journ. of Glaciology. 2003. V. 49. № 165. P. 299–314. doi:10.3189/172756503781830728. Fowler A.C. Dynamics of subglacial floods // Proc. Royal Society. A. Mathematical Physics. Engineering Sciences. 2009. V. 465. № 2106. P. 1809–1828. https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/846 doi:10.31857/S2076673420040065 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 60, № 4 (2020); 613-622 Лёд и Снег; Том 60, № 4 (2020); 613-622 2412-3765 2076-6734 Antarctic lakes East Antarctica geophysics hydrograph modeling hydrology outburst/breakthrough flood Progress Station Антарктические озёра Восточная Антарктида геофизика гидрология моделирование гидрографа прорывной паводок станция Прогресс info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2020 ftjias https://doi.org/10.31857/S2076673420040065 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2017-3-427-432 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2019-1-39-48 https://doi.org/10.5194/tc-13-665-2019 https://doi.org/10.21782/KZ1560-7496-2019-3(25-32 https://doi.org 2022-12-20T13:30:26Z On January 14, 2019, a breakthrough of water masses occurred on the Lake Progress (the oasis of the Larsemann hills, East Antarctica) with the formation of a flash flood. During the summer field seasons of the 63rd and 64th Russian Antarctic Expeditions (2017–2019), comprehensive hydrological, GPR and geodetic surveys were conducted in this area to ensure the safety of transport operations. The results of field measurements and calculations based on mathematical modeling of the breakthrough flood from the Lake are presented. The purpose of this study was to compare field observations and model calculations of the breakthrough flood and then to verify the existing model of Yu.B. Vinogradov on real data, since detailed observations of breakthrough floods of lakes of the Antarctic oases have not been previously carried out. The results of complex hydrological and geophysical investigations of LH73–Progress–Sibtorp lake system focused on areas where lake outburst are possible (snow-ice dams) made possible to formulate phenomenological model of the outburst process. It was emphasized that the lake water was discharged through a tunnel developed in the snow–ice dam, which subsequently evolved into a real riverbed. The maximum water discharge was formed approximately in 7.5 h after the start of the outflow, and it was estimated 5.4 m3s-1 according to the in-situ measurements, and 4.94 m3s-1 – by the model. The calculated volume of the flood is 76 320 m3. The differences between the model and in-situ measurements are about 9% that can be explained by the fact that the time of water retention by the snow-ice dam is not considered in the model. При исследованиях в 2018/19 г. в районе станции Прогресс (Восточная Антарктида) авторы наблюдали прорыв системы озёр Прогресс–Сибторп. Приводятся феноменологическое описание этого процесса, а также результаты наблюдений и математического моделирования. Article in Journal/Newspaper Annals of Glaciology Antarc* Antarctic Antarctica East Antarctica Антарктида Ice and Snow (E-Journal) Antarctic The Antarctic East Antarctica Larsemann Hills ENVELOPE(76.217,76.217,-69.400,-69.400) Progress Station ENVELOPE(76.383,76.383,-69.367,-69.367) Ice and Snow 60 4 613 622 |