Gobelet d\'ablation
Équation
Pour calculer le taux d\'ablation (vitesse de fusion), nous supposerons que le glacier a une hauteur h et est à une température $\Delta T$ inférieure au point de fusion. L\'énergie captée par une couche de hauteur $\Delta x$ est en partie conduite à l\'intérieur du glacier, contribuant à la fusion de la couche et à son réchauffement. Si l est la chaleur latente et $\rho_e$ la densité de la glace, un élément de volume avec une surface $S$ et une hauteur $\Delta x$ nécessitera l\'énergie
$\Delta Ql = S\Delta x l \rho_e$
pour fondre.
Pour le chauffer à la température de fusion $\Delta T_m$, il sera nécessaire
$\Delta Q_c = S\Delta x\rho_ec\Delta T_m$
où c est la chaleur spécifique. Enfin, la conduction thermique enlèvera de la chaleur
$\Delta Q_{\lambda}=\displaystyle\frac{\lambda S\Delta T_b}{h}\Delta t$
où $\lambda$ est la conductivité thermique, $\Delta T_b$ est la différence de température surface-base et $\Delta t$ est le temps écoulé.
Par conséquent, la chaleur totale sera
$\Delta Q_l + \Delta Q_c + \Delta Q_{\lambda} = (1 - a_{ev})(1 - \gamma_v)S I_s\Delta t$
qui, après avoir remplacé par les expressions, devient
$S\Delta xl\rho_e + S\Delta x\rho_ec\Delta T_m + (\lambda/h)S \Delta T_b \Delta t = (1 - a_{ev})(1 - \gamma_v)S I_s\Delta t$
En résolvant pour
$ v_a =\displaystyle\frac{(1 - a_{ev} )(1 - \gamma_v ) I_s - ( \lambda / h ) \Delta T_b }{ \rho_e (l + c \Delta T_m )}$ |
Par conséquent, une augmentation de la température entraîne une augmentation du taux d\'ablation.
ID:(7432, 0)
Taux d\'accumulation
Équation
Le taux d\'accumulation, noté
$ v_c =\displaystyle\frac{ \Delta x }{ \Delta t }$ |
ID:(7612, 0)
Taux de bilan massique
Équation
Le rayonnement solaire est en partie réfléchi et en partie absorbé par la surface. Si $I_s$ est le flux de rayonnement, $a_{ev}$ est l\'albédo visible de la Terre et $\gamma_v$ est le facteur de couverture, la fraction absorbée est donnée par
$(1 - a_{ev})(1 -\gamma_v)I_s$
La chaleur fournie est partiellement conduite à l\'intérieur du glacier et contribue partiellement à la fonte d\'une couche d\'épaisseur $\Delta x$ pendant une durée $\Delta t$.
Ainsi, la surface du glacier diminuerait à un taux d\'ablation (vitesse de fonte)
$v_a =\displaystyle\frac{\Delta x}{\Delta t}$
en raison de l\'effet de fonte, tandis qu\'elle augmenterait à un taux d\'accumulation $v_c$ (vitesse de dépôt de neige) en raison de l\'effet de la neige qui se dépose sur sa surface. Par conséquent, la fonte se produirait si la vitesse totale
$ v_b = v_c - v_a$ |
s\'avère être négative.¨
ID:(7434, 0)