Copo de ablação
Equação
Para calcular a taxa de ablação (velocidade de derretimento), assumiremos que a geleira possui uma altura h e está a uma temperatura $\Delta T$ abaixo do ponto de fusão. A energia capturada por uma camada de altura $\Delta x$ é parcialmente conduzida para o interior da geleira, contribuindo para o derretimento da camada e para o seu aquecimento. Se l é o calor latente e $\rho_e$ a densidade do gelo, um elemento de volume com superfície $S$ e altura $\Delta x$ necessitará da energia
$\Delta Ql = S\Delta x l \rho_e$
para derreter.
Para aquecê-lo à temperatura necessária para derretimento $\Delta T_m$, será necessário
$\Delta Q_c = S\Delta x\rho_ec\Delta T_m$
onde c é o calor específico. Por fim, a condução térmica removerá o calor
$\Delta Q_{\lambda}=\displaystyle\frac{\lambda S\Delta T_b}{h}\Delta t$
onde $\lambda$ é a condutividade térmica, $\Delta T_b$ é a diferença de temperatura superfície-base e $\Delta t$ é o tempo decorrido.
Portanto, o calor total será
$\Delta Q_l + \Delta Q_c + \Delta Q_{\lambda} = (1 - a_{ev})(1 - \gamma_v)S I_s\Delta t$
que, após substituir pelas expressões, torna-se
$S\Delta xl\rho_e + S\Delta x\rho_ec\Delta T_m + (\lambda/h)S \Delta T_b \Delta t = (1 - a_{ev})(1 - \gamma_v)S I_s\Delta t$
Resolvendo para
$ v_a =\displaystyle\frac{(1 - a_{ev} )(1 - \gamma_v ) I_s - ( \lambda / h ) \Delta T_b }{ \rho_e (l + c \Delta T_m )}$ |
Portanto, um aumento na temperatura resulta em um aumento na taxa de ablação.
ID:(7432, 0)
Taxa de Acumulação
Equação
A taxa de acumulação, denotada como
$ v_c =\displaystyle\frac{ \Delta x }{ \Delta t }$ |
ID:(7612, 0)
Taxa de balanço de massa
Equação
A radiação solar é parcialmente refletida e parcialmente absorvida pela superfície. Se $I_s$ é o fluxo de radiação, $a_{ev}$ é o albedo visível da Terra e $\gamma_v$ é o fator de cobertura, a fração absorvida é
$(1 - a_{ev})(1 -\gamma_v)I_s$
O calor fornecido é parcialmente conduzido para o interior do glaciar e parcialmente contribui para derreter uma camada de espessura $\Delta x$ em um tempo $\Delta t$.
Dessa forma, a superfície do glaciar diminuiria a uma taxa de ablação (velocidade de derretimento)
$v_a =\displaystyle\frac{\Delta x}{\Delta t}$
devido ao efeito de derretimento, enquanto cresceria a uma taxa de acumulação $v_c$ (velocidade de deposição de neve) devido ao efeito da neve depositada em sua superfície. Portanto, ocorreria um derretimento se a velocidade total
$ v_b = v_c - v_a$ |
fosse negativa.
ID:(7434, 0)