A multilayer ice-flow model generalising the shallow shelf approximation
A multilayer ice-flow model generalising the shallow shelf approximation
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推广浅陆架近似的多层冰流模型
DOI：
10.1017/jfm.2014.689
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发表时间：
2015
影响因子：
3.7
通讯作者：
G. Jouvet
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
G. Jouvet
介绍了一种新的冰川、冰盖和冰架动力学混合模式。在这个“多层”模型中，冰的区域由一堆薄层组成，这些薄层可以彼此展开、收缩和滑动，这样就考虑了两种最相关的应力类型：薄膜和垂直剪切。假设水平速度场在每一层中是垂直分段恒定的，该模型是从Stokes方程的流体静力近似的局部深度积分导出的。这些积分引起层间牵引力，它可以重新定义在零阶层间表面坡度保持垂直剪应力分量。此外，如果层被选择为使得它们与流线对齐，则二阶精确的层间牵引可以取代零阶牵引。最终的模型由一个二维非线性椭圆方程的三对角系统组成，该系统的大小等于层数。当运行预测流线ISMIP-HOM基准实验的模型时，如果基岩中没有发生严重的凹陷，则多层解与高阶解显示出良好的一致性。作为三维模型的一种替代方法，多层方法为冰川和冰盖建模者提供了一种将常用的浅大陆架近似模型升级为机械完整但数学上二维模型的方法。
A new hybrid model for the dynamics of glaciers, ice sheets and ice shelves is introduced. In this ‘multilayer’ model the domain of ice consists of a pile of thin layers, which can spread out, contract and slide over each other such that the two most relevant types of stresses are accounted for: membrane and vertical shear. Assuming the horizontal velocity field to be vertically piecewise constant in each layer, the model is derived from local depth integrations of the hydrostatic approximation of the Stokes equations. These integrations give rise to interlayer tractions, which can be redefined at zeroth order in the interlayer surface slope by keeping the vertical shear stress components. Furthermore, if the layers are chosen such that they are aligned with the streamlines, then second-order accurate interlayer tractions can replace zeroth-order ones. The final model consists of a tridiagonal system of two-dimensional nonlinear elliptic equations, the size of this system being equal to the number of layers. When running the model for prognostic flowline ISMIP-HOM benchmark experiments, the multilayer solutions show good agreement with the higher-order solutions if no severe depression occurs in the bedrock. As an alternative to three-dimensional models, the multilayer approach offers to glacier and ice sheet modellers a way of upgrading the commonly used shallow shelf approximation model into a mechanically complete but mathematically two-dimensional model.
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影响因子：
64.8
作者：
J. Glen
通讯作者：
J. Glen
非牛顿薄膜流标度关系的数值研究及其在冰盖建模中的应用
DOI：
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发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
--
作者：
J. Ahlkrona;N. Kirchner;Per Lötstedt
通讯作者：
Per Lötstedt
论多温冰川的流动——一、模型与初步分析
DOI：
10.1098/rspa.1978.0165
发表时间：
1978
期刊：
Proceedings of the Royal Society of London. A. Mathematical and Physical Sciences
影响因子：
--
作者：
A. Fowler;D. Larson
通讯作者：
D. Larson
陆基多温冰盾和浮动冰架大尺度运动、温度和湿度分布的渐近理论：批判性回顾和新进展
DOI：
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发表时间：
1999
期刊：
影响因子：
--
作者：
D. R. Baral
通讯作者：
D. R. Baral
影响因子：
3.7
作者：
C. Schoof
通讯作者：
C. Schoof