Effect of ice formation in crevasses on the temperature field in the cold layer of a glacier
The work focuses on modeling the warming of a glacier due to heat release during the refreezing of meltwater in glacier crevasses (cryo-hydrologic warming). The simulation is performed for a polythermal Arctic glacier with a regular network of crevasses filled with water at 0 ℃, for the 1-year perio...
Main Authors: | , , , |
---|---|
Format: | Article in Journal/Newspaper |
Language: | English |
Published: |
IGRAS
2023
|
Subjects: | |
Online Access: | https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/969 |
id |
ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/969 |
---|---|
record_format |
openpolar |
institution |
Open Polar |
collection |
Ice and Snow (E-Journal) |
op_collection_id |
ftjias |
language |
English |
topic |
cryo-hydrologic warming modeling polythermal glacier Svalbard Arctic гидрологическое отепление моделирование политермический ледник Шпицберген Арктика |
spellingShingle |
cryo-hydrologic warming modeling polythermal glacier Svalbard Arctic гидрологическое отепление моделирование политермический ледник Шпицберген Арктика Gleb Chernyakov Robert Chernov Глеб Черняков Анатольевич Роберт Чернов Анатольевич Effect of ice formation in crevasses on the temperature field in the cold layer of a glacier |
topic_facet |
cryo-hydrologic warming modeling polythermal glacier Svalbard Arctic гидрологическое отепление моделирование политермический ледник Шпицберген Арктика |
description |
The work focuses on modeling the warming of a glacier due to heat release during the refreezing of meltwater in glacier crevasses (cryo-hydrologic warming). The simulation is performed for a polythermal Arctic glacier with a regular network of crevasses filled with water at 0 ℃, for the 1-year period of freezing of water in crevasses in the cold layer of a glacier, below the active layer. The upper (active layer base) and lower (initial cold-temperate transition surface) boundaries of the cold layer are considered horizontal planes; the crevasses are assumed to be identical narrow straight parallel water-filled channels. These assumptions allow considering the corresponding mathematical problem in a 2D setting. The time-dependent temperature distribution in the modeled domain is calculated explicitly as the solution to a 2D initial boundary value problem for the heat equation with spatially distributed heat sources that model the network of crevasses. The initial temperature distribution and the spatial parameters of the model are set based on the field data from the polythermal glacier Austre Grønfjordbreen (Svalbard). For a fixed geometry of the crevasses (the distance between neighboring crevasses is 10 m, the depth is 10 m, the width is of order 0.1 m) we performed an analytical-solution-based simulation of the temperature field at the end of a year-long period of heating varying the active layer base temperature (–3, –2 ℃) and the initial thickness of the cold layer (20, 40, 60 m). The results suggest that the temperature field is more influenced by the cold layer thickness than the upper boundary temperature. The maximum temperature increment is 1–2 ℃ depending on the simulated case. The cold-temperate transition surface shifts up under the crevasse area by a maximum of 3.4 m (only in the case of 20-m cold layer). The temperature field remains unperturbed at a distance of 20 m or more in any direction from the crevasse zone. Our results may be useful for quantitative comparison of cryo-hydrologic warming ... |
format |
Article in Journal/Newspaper |
author |
Gleb Chernyakov Robert Chernov Глеб Черняков Анатольевич Роберт Чернов Анатольевич |
author_facet |
Gleb Chernyakov Robert Chernov Глеб Черняков Анатольевич Роберт Чернов Анатольевич |
author_sort |
Gleb Chernyakov |
title |
Effect of ice formation in crevasses on the temperature field in the cold layer of a glacier |
title_short |
Effect of ice formation in crevasses on the temperature field in the cold layer of a glacier |
title_full |
Effect of ice formation in crevasses on the temperature field in the cold layer of a glacier |
title_fullStr |
Effect of ice formation in crevasses on the temperature field in the cold layer of a glacier |
title_full_unstemmed |
Effect of ice formation in crevasses on the temperature field in the cold layer of a glacier |
title_sort |
effect of ice formation in crevasses on the temperature field in the cold layer of a glacier |
publisher |
IGRAS |
publishDate |
2023 |
url |
https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/969 |
long_lat |
ENVELOPE(14.339,14.339,77.918,77.918) |
geographic |
Arctic Austre Grønfjordbreen Svalbard |
geographic_facet |
Arctic Austre Grønfjordbreen Svalbard |
genre |
Annals of Glaciology Arctic glacier Journal of Glaciology Svalbard The Cryosphere Арктика |
genre_facet |
Annals of Glaciology Arctic glacier Journal of Glaciology Svalbard The Cryosphere Арктика |
op_source |
Ice and Snow; Том 62, № 4 (2022) Лёд и Снег; Том 62, № 4 (2022) 2412-3765 2076-6734 |
op_relation |
https://ice-snow.igras.ru/jour/article/downloadSuppFile/969/601 https://ice-snow.igras.ru/jour/article/downloadSuppFile/969/638 https://ice-snow.igras.ru/jour/article/downloadSuppFile/969/639 https://ice-snow.igras.ru/jour/article/downloadSuppFile/969/640 https://ice-snow.igras.ru/jour/article/downloadSuppFile/969/641 Василенко Е.В., Глазовский А.Ф., Лаврентьев И.И., Мачерет Ю.Я. Изменение гидротермической структуры ледников Восточный Гренфьорд и Фритьоф на Шпицбергене // Лёд и Снег. 2014. Т. 54. № 1. C. 5–19. doi:10.15356/2076-6734-2014-1-5-19. Вшивцева Т.В., Чернов Р.А. Пространственное распределение снежного покрова и поле температур в верхнем слое политермического ледника // Лёд и Снег. 2017. Т. 57. № 3. С. 373–380. doi:10.15356/2076-6734-2017-3-373-380. Глазовский А.Ф., Мачерет Ю.Я. Вода в ледниках. Методы и результаты геофизических и дистанционных исследований. М.: Изд-во ГЕОС, 2014. 528 с. Исенко Е.В. Моделирование каналов в холодных ледниках // Материалы гляциологических исследований. 2000. Вып. 89. С. 194–199. Исенко Е.В., Мавлюдов Б.Р. Об интенсивности врезания русел ледниковых водотоков // Материалы гляциологических исследований. 2000. Вып. 89. С. 200–205. Казанский А.Б. Термодинамика впитывания талой воды в снежно-фирновую толщу // Материалы гляциологических исследований. 1988. Вып. 61. С. 58–62. Карслоу Г.С. Теория теплопроводности. М.–Л.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1947. 288 с. Мачерет Ю.Я., Глазовский А.Ф., Лаврентьев И.И., Марчук И.О. Распределение холодного и тёплого льда в ледниках на Земле Норденшельда (Шпицберген) по данным наземного радиозондирования // Лёд и Снег. 2019. Т. 59. № 2. С. 149–166. doi:10.15356/2076-6734-2019-2-430. Мачерет Ю.Я., Глазовский А.Ф., Василенко Е.В., Лаврентьев И.И., Мацковский В.В. Сравнение гидротермической структуры двух ледников Шпицбергена и Тянь-Шаня по данным радиозондирования // Лёд и Снег. 2021. Т. 61. № 2. C. 165–178. doi:10.31857/S2076673421020079. Полянин А.Д. Справочник по линейным уравнениям математической физики. М.: Физматлит, 2007. 592 с. Сосновский А.В., Мачерет Ю.Я., Глазовский А.Ф., Лаврентьев И.И. Гидротермическая структура политермического ледника на Шпицбергене по данным измерений и численного моделирования // Лёд и Снег. 2016. Т. 56. № 2. C. 149–160. doi:10.15356/2076-6734-2016-2-149-160. Чернов Р.А., Васильева Т.В., Кудиков А.В. Температурный режим поверхностного слоя ледника Восточный Грёнфьорд (Западный Шпицберген) // Лёд и Снег. 2015. Т. 55. № 3. С. 38–46. doi:10.15356/2076-6734-2015-3-38-46. Чернов Р.А., Муравьев А.Я. Современные изменения площади ледников западной части Земли Норденшельда (архипелаг Шпицберген) // Лёд и Снег. 2018. Т. 58. № 4. C. 462–472. doi:10.15356/2076-6734-2018-4-462-472. Alley R., Dupont T., Parizek B., Anandakrishnan S. Access of surface meltwater to beds of sub-freezing glaciers: Preliminary insights // Annals of Glaciology. 2005. V. 40. P. 8–14. doi:10.3189/172756405781813483. Colgan W., Rajaram H., Abdalati W., McCutchan C., Mottram R., Moussavi M.S., Grigsby S. Glacier crevasses: Observations, models, and mass balance implications // Rev. Geophys. 2016. № 54. P. 119–161. doi:10.1002/2015RG000504. Duddu R., Jiménez S., Bassis J. A non-local continuum poro-damage mechanics model for hydrofracturing of surface crevasses in grounded glaciers // Journal of Glaciology. 2020. V. 66. № 257. P. 415–429. doi:10.1017/jog.2020.16. Everett A., Murray T., Selmes N., Rutt I.C., Luckman A., James T.D., Clason C., O'Leary M., Karunarathna H., Moloney V., Reeve D.E. Annual down-glacier drainage of lakes and water-filled crevasses at Helheim Glacier, southeast Greenland // J. Geophys. Res. Earth Surf. 2016. V. 121. № 10. P. 1819–1833. doi:10.1002/2016JF003831. Gilbert A., Sinisalo A., Gurung T.R., Fujita K., Maharjan S.B., Sherpa T.C., Fukuda T. The influence of water percolation through crevasses on the thermal regime of a Himalayan mountain glacier // The Cryosphere. 2020. V. 14. № 4. P. 1273–1288. doi:10.5194/tc-14-1273-2020. Jarvis G.T., Clarke G.K.C. Thermal effects of crevassing on Steele glacier, Yukon Territory, Canada // Journal of Glaciology. 1974. V. 13. № 68. P. 243–254. doi:10.3189/S0022143000023054. Lüthi M.P., Ryser C., Andrews L.C., Catania G.A., Funk M., Hawley R.L., Hoffman M.J., Neumann T.A. Heat sources within the Greenland Ice Sheet: dissipation, temperate paleo-firn and cryo-hydrologic warming // The Cryosphere. 2015. V. 9. № 1. P. 245–253. doi:10.5194/tc-9-245-2015. McDowell I.E., Humphrey N.F., Harper J.T., Meierbachtol T.W. The cooling signature of basal crevasses in a hard-bedded region of the Greenland Ice Sheet // The Cryosphere. 2021. V. 15. № 2. P. 897–907. doi:10.5194/tc-15-897-2021. Pfeffer W.T., Arendt A.A., Bliss A., Bolch T., Cogley J.G., Gardner A.S., Hagen J.O., Hock R., Kaser G., Kienholz C., Miles E.S., Moholdt G., Mölg N., Paul F., Radić V., Rastner P., Raup B.H., Rich J., Sharp M.J., The Randolph Consortium. The Randolph Glacier Inventory: a globally complete inventory of glaciers // Journ. of Glaciology. 2014. V. 60. № 221. P. 537–552. doi:10.3189/2014JoG13J176. Phillips T., Rajaram H., Steffen K. Cryo-hydrologic warming: A potential mechanism for rapid thermal response of ice sheets // Geophys. Res. Lett. 2010. № 37. L20503. doi:10.1029/2010GL044397. Phillips T., Rajaram H., Colgan W., Steffen K., Abdalati W. Evaluation of cryo‐hydrologic warming as an explanation for increased ice velocities in the wet snow zone, Sermeq Avannarleq, West Greenland // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. 2013. V. 118. № 3. P. 1241–1256. doi:10.1002/jgrf.20079. Poinar K., Joughin I., Lilien D., Brucker L., Kehrl L., Nowicki S. Drainage of Southeast Greenland Firn Aquifer Water through Crevasses to the Bed // Front. Earth Sci. 2017. V. 5. P. 5. doi:10.3389/feart.2017.00005. Rubin A.M. Propagation of magma-filled cracks // Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 1995. V. 23. № 1. P. 287–336. doi:10.1146/annurev.ea.23.050195.001443. van der Veen C.J. Fracture propagation as means of rapidly transferring surface meltwater to the base of glaciers // Geophys. Res. Lett. 2007. № 34. L01501. doi:10.1029/2006GL028385. Weertman J. Can a water-filled crevasse reach the bottom surface of a glacier? // IASH publ. 1973. V. 95. P. 139–145. https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/969 |
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_doi |
https://doi.org/10.15356/2076-6734-2014-1-5-1910.15356/2076-6734-2017-3-373-38010.15356/2076-6734-2019-2-43010.31857/S207667342102007910.15356/2076-6734-2016-2-149-16010.15356/2076-6734-2015-3-38-4610.15356/2076-6734-2018-4-462-47210.3189/1727564057818134 |
_version_ |
1770271645596909568 |
spelling |
ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/969 2023-07-02T03:29:38+02:00 Effect of ice formation in crevasses on the temperature field in the cold layer of a glacier Влияние льдообразования в трещинах на поле температур в холодном слое ледника Gleb Chernyakov Robert Chernov Глеб Черняков Анатольевич Роберт Чернов Анатольевич 2023-06-10 https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/969 en eng IGRAS https://ice-snow.igras.ru/jour/article/downloadSuppFile/969/601 https://ice-snow.igras.ru/jour/article/downloadSuppFile/969/638 https://ice-snow.igras.ru/jour/article/downloadSuppFile/969/639 https://ice-snow.igras.ru/jour/article/downloadSuppFile/969/640 https://ice-snow.igras.ru/jour/article/downloadSuppFile/969/641 Василенко Е.В., Глазовский А.Ф., Лаврентьев И.И., Мачерет Ю.Я. Изменение гидротермической структуры ледников Восточный Гренфьорд и Фритьоф на Шпицбергене // Лёд и Снег. 2014. Т. 54. № 1. C. 5–19. doi:10.15356/2076-6734-2014-1-5-19. Вшивцева Т.В., Чернов Р.А. Пространственное распределение снежного покрова и поле температур в верхнем слое политермического ледника // Лёд и Снег. 2017. Т. 57. № 3. С. 373–380. doi:10.15356/2076-6734-2017-3-373-380. Глазовский А.Ф., Мачерет Ю.Я. Вода в ледниках. Методы и результаты геофизических и дистанционных исследований. М.: Изд-во ГЕОС, 2014. 528 с. Исенко Е.В. Моделирование каналов в холодных ледниках // Материалы гляциологических исследований. 2000. Вып. 89. С. 194–199. Исенко Е.В., Мавлюдов Б.Р. Об интенсивности врезания русел ледниковых водотоков // Материалы гляциологических исследований. 2000. Вып. 89. С. 200–205. Казанский А.Б. Термодинамика впитывания талой воды в снежно-фирновую толщу // Материалы гляциологических исследований. 1988. Вып. 61. С. 58–62. Карслоу Г.С. Теория теплопроводности. М.–Л.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1947. 288 с. Мачерет Ю.Я., Глазовский А.Ф., Лаврентьев И.И., Марчук И.О. Распределение холодного и тёплого льда в ледниках на Земле Норденшельда (Шпицберген) по данным наземного радиозондирования // Лёд и Снег. 2019. Т. 59. № 2. С. 149–166. doi:10.15356/2076-6734-2019-2-430. Мачерет Ю.Я., Глазовский А.Ф., Василенко Е.В., Лаврентьев И.И., Мацковский В.В. Сравнение гидротермической структуры двух ледников Шпицбергена и Тянь-Шаня по данным радиозондирования // Лёд и Снег. 2021. Т. 61. № 2. C. 165–178. doi:10.31857/S2076673421020079. Полянин А.Д. Справочник по линейным уравнениям математической физики. М.: Физматлит, 2007. 592 с. Сосновский А.В., Мачерет Ю.Я., Глазовский А.Ф., Лаврентьев И.И. Гидротермическая структура политермического ледника на Шпицбергене по данным измерений и численного моделирования // Лёд и Снег. 2016. Т. 56. № 2. C. 149–160. doi:10.15356/2076-6734-2016-2-149-160. Чернов Р.А., Васильева Т.В., Кудиков А.В. Температурный режим поверхностного слоя ледника Восточный Грёнфьорд (Западный Шпицберген) // Лёд и Снег. 2015. Т. 55. № 3. С. 38–46. doi:10.15356/2076-6734-2015-3-38-46. Чернов Р.А., Муравьев А.Я. Современные изменения площади ледников западной части Земли Норденшельда (архипелаг Шпицберген) // Лёд и Снег. 2018. Т. 58. № 4. C. 462–472. doi:10.15356/2076-6734-2018-4-462-472. Alley R., Dupont T., Parizek B., Anandakrishnan S. Access of surface meltwater to beds of sub-freezing glaciers: Preliminary insights // Annals of Glaciology. 2005. V. 40. P. 8–14. doi:10.3189/172756405781813483. Colgan W., Rajaram H., Abdalati W., McCutchan C., Mottram R., Moussavi M.S., Grigsby S. Glacier crevasses: Observations, models, and mass balance implications // Rev. Geophys. 2016. № 54. P. 119–161. doi:10.1002/2015RG000504. Duddu R., Jiménez S., Bassis J. A non-local continuum poro-damage mechanics model for hydrofracturing of surface crevasses in grounded glaciers // Journal of Glaciology. 2020. V. 66. № 257. P. 415–429. doi:10.1017/jog.2020.16. Everett A., Murray T., Selmes N., Rutt I.C., Luckman A., James T.D., Clason C., O'Leary M., Karunarathna H., Moloney V., Reeve D.E. Annual down-glacier drainage of lakes and water-filled crevasses at Helheim Glacier, southeast Greenland // J. Geophys. Res. Earth Surf. 2016. V. 121. № 10. P. 1819–1833. doi:10.1002/2016JF003831. Gilbert A., Sinisalo A., Gurung T.R., Fujita K., Maharjan S.B., Sherpa T.C., Fukuda T. The influence of water percolation through crevasses on the thermal regime of a Himalayan mountain glacier // The Cryosphere. 2020. V. 14. № 4. P. 1273–1288. doi:10.5194/tc-14-1273-2020. Jarvis G.T., Clarke G.K.C. Thermal effects of crevassing on Steele glacier, Yukon Territory, Canada // Journal of Glaciology. 1974. V. 13. № 68. P. 243–254. doi:10.3189/S0022143000023054. Lüthi M.P., Ryser C., Andrews L.C., Catania G.A., Funk M., Hawley R.L., Hoffman M.J., Neumann T.A. Heat sources within the Greenland Ice Sheet: dissipation, temperate paleo-firn and cryo-hydrologic warming // The Cryosphere. 2015. V. 9. № 1. P. 245–253. doi:10.5194/tc-9-245-2015. McDowell I.E., Humphrey N.F., Harper J.T., Meierbachtol T.W. The cooling signature of basal crevasses in a hard-bedded region of the Greenland Ice Sheet // The Cryosphere. 2021. V. 15. № 2. P. 897–907. doi:10.5194/tc-15-897-2021. Pfeffer W.T., Arendt A.A., Bliss A., Bolch T., Cogley J.G., Gardner A.S., Hagen J.O., Hock R., Kaser G., Kienholz C., Miles E.S., Moholdt G., Mölg N., Paul F., Radić V., Rastner P., Raup B.H., Rich J., Sharp M.J., The Randolph Consortium. The Randolph Glacier Inventory: a globally complete inventory of glaciers // Journ. of Glaciology. 2014. V. 60. № 221. P. 537–552. doi:10.3189/2014JoG13J176. Phillips T., Rajaram H., Steffen K. Cryo-hydrologic warming: A potential mechanism for rapid thermal response of ice sheets // Geophys. Res. Lett. 2010. № 37. L20503. doi:10.1029/2010GL044397. Phillips T., Rajaram H., Colgan W., Steffen K., Abdalati W. Evaluation of cryo‐hydrologic warming as an explanation for increased ice velocities in the wet snow zone, Sermeq Avannarleq, West Greenland // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. 2013. V. 118. № 3. P. 1241–1256. doi:10.1002/jgrf.20079. Poinar K., Joughin I., Lilien D., Brucker L., Kehrl L., Nowicki S. Drainage of Southeast Greenland Firn Aquifer Water through Crevasses to the Bed // Front. Earth Sci. 2017. V. 5. P. 5. doi:10.3389/feart.2017.00005. Rubin A.M. Propagation of magma-filled cracks // Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 1995. V. 23. № 1. P. 287–336. doi:10.1146/annurev.ea.23.050195.001443. van der Veen C.J. Fracture propagation as means of rapidly transferring surface meltwater to the base of glaciers // Geophys. Res. Lett. 2007. № 34. L01501. doi:10.1029/2006GL028385. Weertman J. Can a water-filled crevasse reach the bottom surface of a glacier? // IASH publ. 1973. V. 95. P. 139–145. https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/969 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). Ice and Snow; Том 62, № 4 (2022) Лёд и Снег; Том 62, № 4 (2022) 2412-3765 2076-6734 cryo-hydrologic warming modeling polythermal glacier Svalbard Arctic гидрологическое отепление моделирование политермический ледник Шпицберген Арктика info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2023 ftjias https://doi.org/10.15356/2076-6734-2014-1-5-1910.15356/2076-6734-2017-3-373-38010.15356/2076-6734-2019-2-43010.31857/S207667342102007910.15356/2076-6734-2016-2-149-16010.15356/2076-6734-2015-3-38-4610.15356/2076-6734-2018-4-462-47210.3189/1727564057818134 2023-06-11T17:53:26Z The work focuses on modeling the warming of a glacier due to heat release during the refreezing of meltwater in glacier crevasses (cryo-hydrologic warming). The simulation is performed for a polythermal Arctic glacier with a regular network of crevasses filled with water at 0 ℃, for the 1-year period of freezing of water in crevasses in the cold layer of a glacier, below the active layer. The upper (active layer base) and lower (initial cold-temperate transition surface) boundaries of the cold layer are considered horizontal planes; the crevasses are assumed to be identical narrow straight parallel water-filled channels. These assumptions allow considering the corresponding mathematical problem in a 2D setting. The time-dependent temperature distribution in the modeled domain is calculated explicitly as the solution to a 2D initial boundary value problem for the heat equation with spatially distributed heat sources that model the network of crevasses. The initial temperature distribution and the spatial parameters of the model are set based on the field data from the polythermal glacier Austre Grønfjordbreen (Svalbard). For a fixed geometry of the crevasses (the distance between neighboring crevasses is 10 m, the depth is 10 m, the width is of order 0.1 m) we performed an analytical-solution-based simulation of the temperature field at the end of a year-long period of heating varying the active layer base temperature (–3, –2 ℃) and the initial thickness of the cold layer (20, 40, 60 m). The results suggest that the temperature field is more influenced by the cold layer thickness than the upper boundary temperature. The maximum temperature increment is 1–2 ℃ depending on the simulated case. The cold-temperate transition surface shifts up under the crevasse area by a maximum of 3.4 m (only in the case of 20-m cold layer). The temperature field remains unperturbed at a distance of 20 m or more in any direction from the crevasse zone. Our results may be useful for quantitative comparison of cryo-hydrologic warming ... Article in Journal/Newspaper Annals of Glaciology Arctic glacier Journal of Glaciology Svalbard The Cryosphere Арктика Ice and Snow (E-Journal) Arctic Austre Grønfjordbreen ENVELOPE(14.339,14.339,77.918,77.918) Svalbard |