Эти ученые первыми смоделировали явления разрушения ледника и образования волн при падении айсберга в воду. «Наша цель состояла в том, чтобы смоделировать явное взаимодействие между водой и льдом, но это требует значительных затрат с точки зрения вычислительного времени. Поэтому мы решили использовать модель континуума, которая является очень мощной в числовом отношении и дает результаты, которые являются убедительными и согласуются с большей частью экспериментальных данных », – говорит Гом, возглавляющий Лабораторию моделирования снежных лавин EPFL (SLAB) и соответствующий исследованию. автор.
Другие институты, участвующие в исследовании, – это Пенсильванский университет, Университет Цюриха, Университет Ноттингема и Швейцарский институт исследований снега и лавин WSL.
Улучшение законов об отеле
Метод ученых также может дать представление о конкретных механизмах, участвующих в разрыве ледников. «Исследователи могут использовать результаты нашего моделирования для уточнения законов отела, включенных в их крупномасштабные модели для прогнозирования подъема уровня моря, предоставляя при этом подробную информацию о размерах айсбергов, которые представляют собой значительную потерю массы», – говорит Гом.
Отел происходит, когда глыбы льда на краю ледника отламываются и падают в море. Механизмы разрыва обычно зависят от того, насколько высока вода.
При низком уровне воды айсберг отрывается от вершины ледника. Если уровень воды высокий, айсберг длиннее и отламывается от дна, прежде чем в конечном итоге всплыть на поверхность из-за плавучести.
Эти разные механизмы создают айсберги разных размеров и, следовательно, волны разной амплитуды. «Еще одно событие, которое может вызвать цунами, – это изменение центра тяжести айсберга, в результате чего сам айсберг начинает вращаться», – говорит Гауме. «Нам удалось смоделировать все эти процессы."
В Гренландии ученые разместили серию датчиков на Eqip Sermia, выходном леднике шириной 3 км из ледникового щита Гренландии, который заканчивается фьордом с 200-метровой ледяной скалой. Еще в 2014 году айсберг размером около 1 млн м3 (эквивалент 300 бассейнов олимпийского размера) оторвался от передней части ледника и вызвал цунами высотой 50 м; высота волны была еще 3 м, когда она достигла первой населенной береговой линии на расстоянии около 4 км. Ученые протестировали свой метод моделирования на крупномасштабных полевых наборах данных из Eqip Sermia, а также на эмпирических данных о волнах цунами, полученных в лабораторном бассейне в институте Deltares в Нидерландах.
Проекты в разработке
Сегодня в результате глобального потепления таяние ледников стало одним из основных направлений исследований. Один из ученых из Цюрихского университета, участвовавший в исследовании, в этом году начал новый исследовательский проект, финансируемый Швейцарским национальным научным фондом.
В рамках этого проекта будет исследована динамика самого быстро движущегося ледника Гренландии, Якобсхавн Исбра, путем объединения данных отдельных полевых экспериментов в Гренландии с результатами моделирования с использованием модели SLAB. «Наш метод также будет использоваться для моделирования цепочек сложных процессов, запускаемых гравитационными движениями масс, таких как взаимодействие между каменной лавой и горным озером», – говорит Гом.