Titelaufnahme

Titel
Modeling oxygen isotopes in polythermal ice sheets / Thomas Gölles
Verfasser/ VerfasserinGoelles, Thomas
Begutachter / BegutachterinKirchengast Gottfried
Erschienen2010
UmfangXIV, 108 S. : Zsfassung ; Ill., graph. Darst., Kt.
HochschulschriftGraz, Univ., Masterarb., 2010
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Eis / Sauerstoffisotop / Temperaturverteilung / Eis / Sauerstoffisotop / Temperaturverteilung / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-17234 Persistent Identifier (URN)
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die Sauerstoffisotopen-Signatur, welche in den Eisschilden von Grönland und Antarktis gespeichert ist, ermöglicht die Rekonstruktion der Temperatur in der Erdgeschichte. Diese Signatur ist nur an wenigen Orten an denen Eisbohrkerne genommen wurden bekannt, überall sonst ist die Isotopen-Konzentration unbekannt. Ein kombiniertes Modell aus einem dynamischen Eisschildmodell und einem Tracer-Transport-Modell kann eine wichtige Quelle für Informationen über diese Regionen sein.Während meiner Zeit als Diplomand entwickelte ich ein Tracer-Transport-Modell weiter, welches erstmals von Clarke und Marshall (2002) beschrieben wurde. Durch die Anwendung eines semi-Lagrange backtracking Verfahrens höhere Ordnung (de Almeida und andere, 2009) und durch die Adaption für ein polythermales Eisschildmodell SICOPOLIS (Greve, 1995) wurde die Methode entschieden verbessert. Ein Lagrange-Modell um Trajektorien zu rekonstruieren wurde ebenfalls eingebaut. Dieses Modell wurde unter vereinfachten Bedingungen getestet und der Einfluss von temperierten Eis auf den Eisfluss untersucht. Eine Kombination des Tracer und numerischen Eisschildmodells wurde verwendet um 422.000 Jahren der Eisschilde von Grönland und Antarktis zu simulieren und lokal mit Eisbohrkernen zu validieren. Es hat sich gezeigt, dass temperierten Eis nur einen geringen teil der Eismasse darstellt, trotzdem hat es einen signifikanten Einfluss auf den Eisfluss und daher auch auf die simulierte Höhe der Eisoberfläche. Vergleiche zwischen den simulierten und gemessenen Eisbohrkernprofilen zeigen die allgemeine Tauglichkeit der verwendeten Methoden. SICOPOLIS ist nun im Kombination mit den neu entwickelten Modulen SICOTRACE und SICOSTRAT dafür geeignet als Kryosphären-Komponente in einem Erdsystem-Modell eingesetzt zu werden.

Zusammenfassung (Englisch)

Oxygen isotopes which are deposited in todays ice sheets in Greenland and Antarctica are a key indicator for estimating temperatures of the past. This information is gained from a very few ice core sites and everywhere else the isotopic concentration is unknown. A combined model of ice sheet dynamics and tracer transport can be a source of information in these regions.Within my time as Diploma-student I developed a tracer transport method first proposed by Clarke and Marshall (2002) and significantly improve it by the use of a higher order semi-Lagrangian backtracking method by (de Almeida and other, 2009) and by the adaption for the use in the polythermal ice sheet model SICOPOLIS (Greve, 1995). Additionally a Lagrangian scheme to reconstruct trajectories is developed and tested in an simplified configuration, where the influence of temperate ice in the general ice-flow is investigated. A combination of the tracers with the numerical model of ice dynamics was used to simulate 422.000 years of ice sheet evolution for Greenland and Antarctica and the results were validated locally against ice core profiles. The presence of temperate ice, although it is much less than cold ice, is significant for the ice flow and hence for the simulated ice surface elevation. Comparison of modeled against measured ice core profiles proof the overall fitness of the used methods and now enables SICOPOLIS in combination with the newly developed modules SICOTRACE and SICOSTRAT to be used in an earth system model framework as the cryospheric component.