Variational formulation of marine ice-sheet and subglacial-lake grounding-line dynamics
Variational formulation of marine ice-sheet and subglacial-lake grounding-line dynamics
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海洋冰盖和冰下湖接地线动力学的变分公式
DOI：
10.1017/jfm.2021.394
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发表时间：
2021
影响因子：
3.7
通讯作者：
and Creyts, Timothy T.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Stubblefield, Aaron G;Spiegelman, Marc;and Creyts, Timothy T.
接地线存在于陆地冰川冰流向水体的地方。准确模拟冰海界面的基准线迁移对于估计未来冰盖质量变化至关重要。在冰盖的内部，冰下湖泊的海岸也是接地线。接地线的位置对水量变化很敏感，例如海平面上升或冰川下湖泊的排水。在这里，我们介绍了模拟海洋冰盖和冰下湖泊环境中接地线动力学的数值方法。变分不等式是由接触条件引起的，这些接触条件与基础处的正应力、水压和速度有关。利用最小化论证建立了这些问题解的存在性和唯一性。采用罚分法将变分不等式替换为用有限元法求解的变分方程。我们举例说明了在海洋冰盖问题中潮汐循环的接地线响应和在冰下湖问题中填-排循环的接地线响应。我们介绍了两个计算基准，其中已知的湖泊体积变化用于测量数值方法的准确性。
Grounding lines exist where land-based glacial ice flows on to a body of water. Accurately modelling grounding-line migration at the ice–ocean interface is essential for estimating future ice-sheet mass change. On the interior of ice sheets, the shores of subglacial lakes are also grounding lines. Grounding-line positions are sensitive to water volume changes such as sea-level rise or subglacial-lake drainage. Here, we introduce numerical methods for simulating grounding-line dynamics in the marine ice sheet and subglacial-lake settings. Variational inequalities arise from contact conditions that relate normal stress, water pressure and velocity at the base. Existence and uniqueness of solutions to these problems are established using a minimisation argument. A penalty method is used to replace the variational inequalities with variational equations that are solved using a finite-element method. We illustrate the grounding-line response to tidal cycles in the marine ice-sheet problem and filling–draining cycles in the subglacial-lake problem. We introduce two computational benchmarks where the known lake volume change is used to measure the accuracy of the numerical method.
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DOI：
10.5194/tc-10-751-2016
发表时间：
2015
期刊：
The Cryosphere
影响因子：
--
作者：
E. Gudlaugsson;A. Humbert;T. Kleiner;J. Kohler;K. Andreassen
通讯作者：
K. Andreassen
接地线动力学的横向控制
影响因子：
3.7
作者：
S. Pegler;K. Kowal;Leonard Hasenclever;M. Worster
通讯作者：
M. Worster
影响因子：
3.7
作者：
S. Pegler;M. Worster
通讯作者：
M. Worster
DOI：
--
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
--
作者：
H. Seroussi;M. Morlighem;E. Larour;E. Rignot;A. Khazendar
通讯作者：
A. Khazendar
影响因子：
1.6
作者：
Andrew Wright;M. Siegert
通讯作者：
Andrew Wright;M. Siegert