Evaluation of ice-stream model sensitivities for parameter estimation
Evaluation of ice-stream model sensitivities for parameter estimation
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冰流模型参数估计灵敏度评估
DOI：
10.1016/j.epsl.2019.03.035
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发表时间：
2019
影响因子：
5.3
通讯作者：
Zhang, Fuqing
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Alley, Richard B.;Li, Wenjie;Parizek, Byron R.;Zhang, Fuqing
大集合扰动参数前向冰流模拟可以提供有用的见解，在反演的基础阻力或其他冰流参数的不确定性。反演和数据同化提供了对精确预测建模至关重要的未知参数的估计。由于冰流取决于许多这样的参数与其相关的不确定性，这可能会在非线性的方式相互作用，参数估计的完整的不确定性评估是具有挑战性的。随着计算能力的提高，探索相互依赖性和敏感性越来越切实可行。在这里，我们使用一个良好的特点高阶流线模型配置润滑良好（“shelfy”）冰流运行大型合奏，扰动的幅度和空间格局的基础阻力，基础地形，输入通量。我们发现，稳定状态下，冰流速度和厚度沿着整个域特别是相关的阻力在下游端，但在瞬变过程中具有更大的局部相关性。模拟的基础地形扰动对速度和冰厚的影响主要是局部的。输入冰通量的扰动以有趣的方式与其他通量相互作用。这些见解指出，在强制瞬变过程中，如湖泊排水事件，积累率波动或冰架损失，并在解释当地的一些反演结果的基底阻力参数时，需要照顾的集中观测的反演值。
Large-ensemble perturbed-parameter forward ice-flow modeling can provide useful insights to uncertainties in inversions for basal drag or other ice-flow parameters. Inversion and data assimilation provide estimates of poorly known parameters that are essential for accurate prognostic modeling. Because ice flow depends on many such parameters with their associated uncertainties, which may interact in nonlinear ways, full uncertainty assessment for parameter estimates is challenging. With rising computational power, it is increasingly practicable to explore co-dependencies and sensitivities. Here, we use a well-characterized higher-order flowline model configured for a well-lubricated (“shelfy”) ice stream to run large ensembles, perturbing the magnitude and spatial pattern of basal drag, basal topography, and input flux. We find for steady state that ice-stream velocity and thickness along the entire domain are especially correlated to drag at the downstream end, but with greater local correlation during transients. The modeled effects of basal topographic perturbations on velocity and ice thickness are primarily local. Perturbations of input ice fluxes interact with the others in interesting ways. These insights point to the value of inversions informed by concentrated observations during forced transients such as lake-drainage events, accumulation-rate fluctuations or ice-shelf losses, and to the care needed when interpreting local results of some inversions for basal-drag parameters.
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