Polarårprosjektet Glaciodyn Engabreens bevegelse. Miriam Jackson Norges vassdrags- og energidirektorat

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "Polarårprosjektet Glaciodyn Engabreens bevegelse. Miriam Jackson Norges vassdrags- og energidirektorat"

Magne Enger
8 år siden
Visninger:

1 Polarårprosjektet Glaciodyn Engabreens bevegelse Miriam Jackson Norges vassdrags- og energidirektorat

2 Og med mye hjelp fra bl.a.: Hallgeir Elvehøy, NVE Bjarne Kjøllmoen, NVE Richard Norland, ISPAS Knut Christianson, Pennsylvania State University Tazio Strozzi, Gamma

4 I dette prosjektet fokuseres det på noen utvalgte breer; 1) Austfonna, en stor iskappe på Nordaustlandet, Svalbard; 2) Kronebreen, en kalvende bre i Kongsfjorden, Svalbard og to på fastlands norge: 3) Langfjordjøkelen, en liten iskappe i Nord- Norge og 4) Engabreen, en utløper fra Svartisen i Nordland.

5 Brehastighet hvorfor er den viktig? Brebevegelse overføres masse fra en del av breen til en annen, og da bestemmes formen til breen. Hastigheten bestemmes hvor fort breen reagere til endringer i klima (viktig i bremodellering). Isbevegelse omdistribueres energi og da bestemmes temperatur fordeling. En forståelse av bredynammik hjelper oss å forstå hvordan en isbre kan surge, og prosessene erosjon og deposisjon. u s u b α, H breis Brehastighetens størrelse er avhengig på flere faktorer, og varierer over korte og lange perioder, og i forhold til posisjon

6 InSAR Interferometric Synthetic Aperture Radar Radar interferometri - først brukt på isstrømmer i Antarktis. Bruk par av radarbilder fra satellitt for samme sted, men fra forskjellig tid og justerer dem. Trekk fra (matematisk) forskjellen mellom bildene, og lag et bilde som viser isbevegelsen i detalj for hele breen samtidig Teknikken er også brukt i bl.a. jordskjelvstudier, f.eks. Landers (1992) og jordskjelvet Hector Mine (1999).

7 Interferogram for Rutford Ice Stream, Antarktis. Frynsene viser forskyvning over en 6-dagers periode. Hver fargesyklus representerer ~28 mm forskyvning langs siktelinjen. Breens hurtig bevegelse og plassering av grundingslinjen er tydelig. Hastighetsmønster fra InSAR kan brukes for å innskrenke parameterne som kontrollerer brebevegelsens dynamikk.

8 Landers jordskjelv, Med bruk av en serie av radarbilder fra ERS satellitter ble det produsert et bilde av bakkeforskyvninger skapt av det 7.3 M Landers jordskjelvet 28. juni 1992, 150 km øst for Los Angeles. Gjennomsnittlig forskyvning langs forkastningsbruddet (svart linje, over) var 3-4 m; maksimum forskyvning var 6 m Bildet likner forskyvningsmønsteret forutsett av teorestiske modeller av et slik jordskjelv. Mønsteret hadde aldri før blitt observert i praksis.

9 Svartisen 2nd largest glacier mass in Norway. Engabreen - major outlet glacier. Storglomvatnet

10 Engabreen 40 year record of winter and summer balances.

11 InSAR bilde for Svartisen. Rød linjen vises Vestisen. E og S markere Engabreen og Storglombreen.

12 InSAR 1996: 16th/17th March 28th/29th March 1st/2nd April

13 Comparison dgps and InSAR

14 Ground-based interferometric radar used to measure glacier surface motion. First tried in Tafjord, Norway to continuously monitor unstable hillside in a steep fjord. Also used by UMB to monitor calving glacier Kronebreen over short periods

15 Reflectors in longitudinal profile, between 320 and 398 m a.s.l., parallel to flow direction Use technique to study velocity pattern of lower glacier, with three reflectors positioned on glacier to constrain results. Used reflectors (wooden frames covered by aluminium foil) to ensure that good signal is received.

16 Uppermost reflector 398 m a.s.l. Middle reflector 340 m a.s.l. Lowest reflector 320 m a.s.l.

17 Direct measurements made of natural reflection points on glacier, but most of Engabreen not suitable. Few measurements obtained from icefall area (top of picture).

18 Reference reflector is used to isolate movement of reflectors/glacier; extract apparent motion due to atmospheric effects. Reference reflector set out on bedrock in front of glacier (could also use bedrock itself)

20 Svartisen Subglacial Laboratory Glomfjordvatnet Engabreen Vest- Svartisen Courtesy: N. Iverson Tversnitt av breen som viser laboratoriet under 200 m breis.

21 Subglacial load cells Tunnel system showing locations of horizontal research tunnel (HRT) and vertical research shaft (VRS), load cells 1e, 2a, 4, 6, 97-1 and 97-2 and boreholes, marked FS. Load cells in operation since 1992 and They have different types of behaviour, depending on location.

22 What do the load cells actually show? direct pressure, e.g. rock passing over a load cell can measure local values of ice overburden pressure in a water film at the glacier bed Anti-correlation between water pressure in drainage system and normal stress But, important point is they show when something is happening at the glacier bed.

23 See diurnal signal due to increased daytime melt in pressure record during warm periods.

24 Forhold mellom brebunnen og hastighet på overflate. Trykksensorene i subglasiale laboratorie egentlig 1.7 km oppstrøms av instrumentene på overflatene (c.f. 200 m istykkelse); mellomste instrumenter 400 m nedstrøms og nederste instrumenter enda lengre nedover. GPS geophone Pressure sensor Reflector (radar) glacier

25 Måleperioden var mai. Det var etter en uke med unormal høye temperaturer, og var en ganske kald periode med noe regn og snø.

26 Temperature over whole of measurement period, 7th (10:00) 14th (9:00) May. Cooler towards end of period, and start of melting season is delayed. Measure over longer periods? High melting rate on glacier tongue (10 m/year on Engabreen) so stakes melt out quickly.

27 Meteorological data measured adjacent to proglacial lake over same period (also time lapse photos that show weather, proglacial discharge etc. 7th May 2008

28 Five load cells recorded variations in the pressure at the base of the glacier. The winter period is quiet with generally no sharp pressure changes. Major pressure event at glacier bed as early as April

29 Stake movement over whole period Graph shows movement from 12 p.m. on 7th to 9 a.m. on 14th May. Relatively smooth on this scale.

30 Load cell measurements, 6 9 May Look for obvious events at glacier bed

31 First notable event at midnight

32 However, little change on glacier surface

33 Period from 9th to 14th May Small event began ca. 6:31; peak at 7:52 (day markers at ~ 11:00)

34 Distinctive pressure event at 8:00 13th May seen here in load cells 4 and 6.

35 Event seen on glacier surface shortly afterwards. (this event also preceded by several hours of high basal seismicity)

36 Pink is lower reflectors, blue is upper reflectors (typical pattern that higher show more variation)

37 Speed-up events ~simultaneous

38 However, also get out-of-phase behaviour. Figure shows upper vs. lower extension and compression (pink upper reflectors; black lower). Out of phase with each other in this case, rather than sliding as block.

39 Conclusions Ground-based interferometric radar..works for temperate glaciers, too, but..artifical reflectors required on glacier..surface. glacier surface motion smooth on scale..of several days, but variation on..hour/minute scale no simple relation between changes at..base of glacier and changes in surface..motion speed-up events usually approx. ssimultaneous.

41 Typisk subglasiale vannføring (2007) Vannføring målte i subglasiale tunnelsystem under Engabreen Temperatur (rød linje) målte på Skjæret, 1000 m høyere enn bretungen.

Like dokumenter

Satellite Stereo Imagery. Synthetic Aperture Radar. Johnson et al., Geosphere (2014)

Satellite Stereo Imagery. Synthetic Aperture Radar. Johnson et al., Geosphere (2014) Satellite Stereo Imagery Synthetic Aperture Radar Johnson et al., Geosphere (2014) Non-regular sampling Missing data due to lack of correlation, shadows, water, Potentially 3D as opposed to purely 2D (i.e.