Modelo de capa de hielo

Las capas de hielo interactúan con la atmósfera circundante, el océano y la tierra subglacial. ^{[ 15 ]} Todos estos componentes interactivos deben incluirse para poder tener un modelo integral de capa de hielo. ^{[ 15 ]}

Las condiciones basales desempeñan un papel importante en la determinación del comportamiento de las capas de hielo. El estado térmico basal (si el hielo está descongelado o congelado) y la topografía basal son difíciles de cartografiar. ^{[ 15 ]} El método más utilizado es aplicar restricciones de conservación de masa. ^{[ 15 ]} Para proyecciones a largo plazo, es importante proyectar la topografía sobre la plataforma continental o los fiordos, lo cual puede resultar difícil cuando la topografía subglacial no se conoce bien. ^{[ 15 ]}

La insolación estival impulsa respuestas de temperatura que tienen un efecto en la tasa de fusión y el balance de masa de la capa de hielo. ^{[ 16 ]} Por ejemplo, la dependencia del volumen de hielo de la insolación estival se puede representar con${\displaystyle {d(I) \over d(t)}={1 \over T}(SI)}$, donde I es el volumen de hielo,${\displaystyle {d(I) \over d(t)}}$es la tasa de cambio del volumen de hielo por unidad de tiempo, T es el tiempo de respuesta de la capa de hielo y S es la señal de insolación. ^{[ 16 ]}

La temperatura del aire es necesaria en un modelo, ya que informa sobre las tasas de deshielo y escorrentía superficiales. ^{[ 17 ]} Por ejemplo, la temperatura del aire superficial se puede expresar con la latitud 'lat', la elevación superficial h y la temperatura media para proporcionar una estimación de las temperaturas medias anuales: ^{[ 17 ]}${\displaystyle T_{aml}=temperatura-c_{1}*max(h,1000)-c_{2}*lat}$Este ejemplo supone que la superficie de la plataforma de hielo es tan fría como a 1000 m de altitud. ^{[ 17 ]}

La precipitación está directamente relacionada con la temperatura del aire y también depende de la humedad por encima y alrededor de la capa de hielo. ^{[ 17 ]} La precipitación desempeña un papel importante en el derretimiento y la acumulación de la capa de hielo. ^{[ 17 ]}

El desprendimiento de icebergs sigue siendo un área activa de investigación en la modelización de capas de hielo. ^{[ 15 ]} Una visión completa del desprendimiento incluirá muchos aspectos diferentes, entre ellos, pero no limitados a, las mareas, las grietas basales, las colisiones con icebergs, el espesor y la temperatura. ^{[ 18 ]} El desarrollo reciente de los conceptos de inestabilidad de la capa de hielo marina e inestabilidad de los acantilados de hielo marinos ha contribuido a obtener resultados más precisos de los procesos de desprendimiento de icebergs. ^{[ 19 ]}

El Modelo Comunitario de Capas de Hielo forma parte del Modelo Comunitario de Sistemas Terrestres financiado por la Fundación Nacional de Ciencias y modela la dinámica del hielo. ^{[ 20 ] [ 21 ]} Está escrito en Fortran 90 y es de código abierto . ^{[ 20 ]} El Departamento de Energía de los Estados Unidos ha comenzado a contribuir a CISM. ^{[ 21 ]} El proyecto CISM trabaja en otros proyectos adyacentes para desarrollar un currículo que amplíe el conocimiento sobre las capas de hielo y para involucrar a una comunidad más amplia en el modelado de capas de hielo. ^{[ 21 ]} Muchos programas de modelado de capas de hielo han influido en CISM, incluidos el Modelo Paralelo de Capas de Hielo (PSIM) y Glimmer. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

Sea-level Response to Ice Sheet Evolution (SeaRISE) es una subcomunidad de CISM que se propone estimar el límite superior del aumento del nivel del mar debido a las capas de hielo. ^{[ 24 ]} El proyecto se propone desarrollar un conjunto de experimentos y evaluaciones para la modelización de las capas de hielo y el aumento del nivel del mar, así como crear un conjunto de datos de entrada unificado para los modelos de capas de hielo. ^{[ 24 ]}

Glimmer ( GENIE Land Ice Model with Multiply-Enabled Regions) es un modelo de capa de hielo creado inicialmente para contribuir a un modelo más completo del sistema terrestre, GENIE. ^{[ 25 ]}

El modelo de capa de hielo paralela es un modelo de capa de hielo 3D de código abierto capaz de alta resolución. ^{[ 26 ]} PISM está escrito en C++ y Python, y toma archivos NetCDF como entrada para el modelo. ^{[ 27 ]} PISM utiliza un modelo híbrido "SIA+SSA", que utiliza tanto la aproximación de plataforma poco profunda como la aproximación de hielo poco profundo como modelos de equilibrio de esfuerzos y no resuelve ecuaciones de Stokes completas. ^{[ 26 ]} El modelo obtiene información climática de un modelo de circulación general externo y necesita información como la temperatura límite, el flujo de masa hacia el hielo, la precipitación y la temperatura del aire. ^{[ 28 ]}

Se utiliza una cuadrícula horizontal de igual distancia, con un eje vertical variable, y se ejecuta en una escala de tiempo anual. ^{[ 29 ] [ 30 ]}