基流

除了内部变形如上所述,冰可以在冰床所在的底部流动压力融化点,通过某种组合的冰下沉积物变形和解耦滑动床。大规模的基面流动一般需要加压的冰下融水,可以润滑河床、浮冰或削弱冰下沉积物。冰下水文学起着重要作用关键的角色在快速流动的冰川和冰流中。高的冰下水压可以通过减少或消除基础摩擦使冰与河床分离。在局部尺度上,这可能不会引起显著的冰动力响应,因为在相邻的床层良好耦合区域,通过来自谷壁或相邻冰的侧阻力,或通过纵向应力桥接(上游和下游的流动阻力),阻力应力可以被吸收。然而,许多观测研究报告了地表融水流入河床的情况,这些情况超过了这些阻力应力,并在山谷冰川和极地冰川中产生局部加速冰原

对于大规模冰流或流飙升对于出口冰川,冰下水必须占据冰川床的很大一部分,其压力足以淹没地质和地形的固定点。在这种情况下,普遍存在ice-bed解耦可以允许高速率的基流量(每年数百至数千米)和冰通量由基流量主导的状态。在显示出高速率基面流动的冰川中,沿着冰床界面滑动与下面冰川沉积物变形的相对重要性是不确定的。高的冰下水压有利于这两个过程。南极洲西部单海岸冰流的快速流动似乎与饱和海洋沉积物薄层的塑性破坏有关,在冰下沉积物和地形特征提供相对光滑、低摩擦基底的地方,类似的过程预计是重要的。在北美和欧洲的第四纪冰原中,这种流动似乎也很重要。

冰川模型对基流做了一些考虑,通常是通过一个局部滑动“定律”,将基流与床上的重力剪应力联系起来,提高到m: ub ?tdm。然而,模型过于简化,经常在冰川床处于压力熔点的任何地方“开启”基础运动。这是大规模基底流动的必要条件,但不是充分条件;世界上许多冰块是等温或暖基的,但没有明显的基底运动。在这些情况下,冰川可能排水良好,或者基岩地质和地形提供了太大的摩擦阻力。

在一些模拟研究中,已经引入了冰下水压力对基底流量的影响,主要是通过有效压力pe。这是冰川静止压力(冰)和冰下水压力之间的差异:pe = pi - pw。有效压力为零表明冰是漂浮的,因此低或负有效压力促进冰床解耦和增强基面流动。尽管可以肯定地假设ub ?对于某个未知的k次方,ub和pe之间可能不存在广义的局部关系;实际基底流量受区域尺度的影响冰动力学,而不仅仅是当地的情况。

形式为ub = Atdm/pek的处方是不稳定的,因为它爆炸为pe " 0。然而,在自然界中,局部浮选是常见的;例如,钻到冰川床上的钻孔可以是自流的,一旦钻孔与冰下水系统连接,就会在冰川表面产生喷泉。因此,pe < 0是物理上可以接受的可能性。数学上的不稳定性仅仅是基本流动定律的局部形式的失败。另一种方法是根据浮选分数pw/pi引入参数化,当pw = 0时,ub = 0,基础流量随着pw/pi增加。本地表达式ub = Atdmf(pw /pi)可以表示这一点。然而,基础流量观测是出了名的困难,因此没有明确的fpw /pi函数形式的建议)。基流水文使能是一个非线性的阈值过程。此外,基面流动本质上不是一个局部过程,而是与区域应力平衡有关(例如,纵向应力从a的崩解面向上游传播)潮水冰川).

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