Feldbeobachtungen sowie experimentelle und theoretische Studien zum überlagerten Eis des McCall-Gletschers, Alaska

Zusammenfassung Die Bildung von überlagertem Eis im Akkumulationsbereich subpolarer Gletscher spielt eine wichtige Rolle im Wärme- und Massenhaushalt der Gletscher. Um den Prozess der Bildung von überlagertem Eis im Detail zu untersuchen, wurden Feldbeobachtungen am McCall-Gletscher, einem subpolaren Gletscher in der arktischen Region Alaskas, durchgeführt. Es wurde festgestellt, dass die ungefähre Dicke des während eines ganzen Sommers gebildeten überlagerten Eises im oberen Bereich 20 cm und im unteren Bereich 30-40 cm betrug. Dieser Dicke-Unterschied ist möglicherweise auf die Unterschiede in der Temperatur des darunter liegenden Eises und der Zuflussrate von Schmelzwasser zurückzuführen. Das Verhältnis der Menge an überlagertem Eis, die im Akkumulationsbereich von Mai bis Juli 1972 gebildet wurde, zur Gesamtmenge des Schmelzwassers wurde bestimmt. Ungefähr 50 % des gesamten Schmelzwassers wurden als Oberflächenabfluss aus dem Gletscher abgeführt, und der Rest trug zur Bildung von überlagertem Eis bei. Eine experimentelle Studie zur künstlichen Bildung von überlagertem Eis wurde im Kaltlabor durchgeführt, um das Verhältnis von überlagertem Eis, das von Oberflächenabfluss und freiem Wasser, das zwischen Schneekörnern schwebt, zur gesamten Menge an im Schnee produziertem Schmelzwasser zu bestimmen. Die im Laborversuch erhaltenen Verhältnisse stimmen recht gut mit denen überein, die aus den Beobachtungsdaten am McCall-Gletscher abgeleitet wurden. Numerische Berechnungen wurden durchgeführt, um die Beziehung zwischen der Wachstumsrate von überlagertem Eis, der Rate des Schneeschmelzens, der Abflussrate von überschüssigem Schmelzwasser und der Temperatur des darunter liegenden Eises zu untersuchen. Die Berechnungen bezogen sich sowohl auf das Laborexperiment als auch auf die Feldbeobachtungen am McCall-Gletscher. Es wurde festgestellt, dass die dominierenden Faktoren, die die Wachstumsrate oder die Gesamtmenge an überlagertem Eis in einem subpolaren Gletscher steuern, die Zuflussrate von Schmelzwasser zur Schnee-Eis-Grenze und die anfängliche Temperaturverteilung im darunter liegenden Eis sind. Durch die Verwendung der gegenwärtigen Berechnung könnte es möglich sein, die Wachstumsrate, die Gesamtmenge an überlagertem Eis und das Verhältnis von überlagertem Eis zur Gesamtmenge der Schmelze im Akkumulationsbereich eines beliebigen subpolaren Gletschers abzuschätzen, sofern Beobachtungsdaten zur anfänglichen Temperaturverteilung im Eis und zur Rate des Schmelzens an der Schneedecke verfügbar sind.