Published May 25, 2021 | Version v1
Publication Open

Surface Mass Balance Models Vs. Stake Observations: A Comparison in the Lake Vostok Region, Central East Antarctica

Creators

  • 1. TU Dresden
  • 2. Planet
  • 3. Universidad Nacional de La Plata
  • 4. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 5. St Petersburg University
  • 6. Arctic and Antarctic Research Institute
  • 7. Institute of Marine Geology and Geophysics

Description

The surface mass balance (SMB) is very low over the vast East Antarctic Plateau, for example in the Vostok region, where the mean SMB is on the order of 20–35 kg m -2 a -1 . The observation and modeling of spatio-temporal SMB variations are equally challenging in this environment. Stake measurements carried out in the Vostok region provide SMB observations over half a century (1970–2019). This unique data set is compared with SMB estimations of the regional climate models RACMO2.3p2 (RACMO) and MAR3.11 (MAR). We focus on the SMB variations over time scales from months to decades. The comparison requires a rigorous assessment of the uncertainty in the stake observations and the spatial scale dependence of the temporal SMB variations. Our results show that RACMO estimates of annual and multi-year SMB agree well with the observations. The regression slope between modelled and observed temporal variations is close to 1.0 for this model. SMB simulations by MAR are affected by a positive bias which amounts to 6 kg m -2 a -1 at Vostok station and 2 kg m -2 a -1 along two stake profiles between Lake Vostok and Ridge B. None of the models is capable to reproduce the seasonal distributions of SMB and precipitation. Model SMB estimates are used in assessing the ice-mass balance and sea-level contribution of the Antarctic Ice Sheet by the input-output method. Our results provide insights into the uncertainty contribution of the SMB models to such assessments.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

توازن الكتلة السطحية (SMB) منخفض جدًا فوق هضبة شرق أنتاركتيكا الشاسعة، على سبيل المثال في منطقة فوستوك، حيث يبلغ متوسط SMB حوالي 20–35 كجم م -2 أ -1 . تعتبر مراقبة ونمذجة اختلافات SMB المكانية والزمانية تحديًا بنفس القدر في هذه البيئة. توفر قياسات الحصة التي أجريت في منطقة فوستوك ملاحظات الشركات الصغيرة والمتوسطة على مدى نصف قرن (1970–2019). تتم مقارنة مجموعة البيانات الفريدة هذه بتقديرات الشركات الصغيرة والمتوسطة لنماذج المناخ الإقليمية RACMO2.3p2 (RACMO) و MAR3.11 (MAR). نحن نركز على اختلافات الشركات الصغيرة والمتوسطة على مدى مقاييس زمنية من أشهر إلى عقود. تتطلب المقارنة تقييمًا دقيقًا لعدم اليقين في ملاحظات الحصة واعتماد النطاق المكاني لتغيرات SMB الزمنية. تظهر نتائجنا أن تقديرات RACMO للشركات الصغيرة والمتوسطة السنوية والمتعددة السنوات تتفق بشكل جيد مع الملاحظات. يقترب ميل الانحدار بين الاختلافات الزمنية المنمذجة والملاحظة من 1.0 لهذا النموذج. تتأثر محاكاة الشركات الصغيرة والمتوسطة بواسطة مار بالتحيز الإيجابي الذي يصل إلى 6 كجم م -2 أ -1 في محطة فوستوك و 2 كجم م -2 أ -1 على طول اثنين من ملامح حصة بين بحيرة فوستوك و ريدج ب. لا أحد من النماذج قادر على إعادة إنتاج التوزيعات الموسمية من الشركات الصغيرة والمتوسطة وهطول الأمطار. يتم استخدام تقديرات SMB النموذجية في تقييم توازن الكتلة الجليدية ومساهمة مستوى سطح البحر للصفائح الجليدية في أنتاركتيكا من خلال طريقة المدخلات والمخرجات. تقدم نتائجنا رؤى حول مساهمة عدم اليقين لنماذج الشركات الصغيرة والمتوسطة في مثل هذه التقييمات.

Translated Description (French)

Le bilan de masse de surface (SMB) est très faible sur le vaste plateau antarctique oriental, par exemple dans la région de Vostok, où le SMB moyen est de l'ordre de 20–35 kg m -2 a -1 . L'observation et la modélisation des variations spatio-temporelles des PME sont tout aussi difficiles dans cet environnement. Les mesures de pieu effectuées dans la région de Vostok fournissent des observations SMB sur un demi-siècle (1970–2019). Cet ensemble de données unique est comparé aux estimations des PME des modèles climatiques régionaux RACMO2.3p2 (RACMO) et MAR3.11 (MAR). Nous nous concentrons sur les variations des PME sur des échelles de temps allant de mois à des décennies. La comparaison nécessite une évaluation rigoureuse de l'incertitude des observations de pieu et de la dépendance à l'échelle spatiale des variations temporelles des PME. Nos résultats montrent que les estimations RACMO des PME annuelles et pluriannuelles sont bien en accord avec les observations. La pente de régression entre les variations temporelles modélisées et observées est proche de 1,0 pour ce modèle. Les simulations de SMB par MAR sont affectées par un biais positif qui s'élève à 6 kg m -2 a -1 à la station Vostok et à 2 kg m -2 a -1 le long de deux profils de piquetage entre le lac Vostok et la crête B. Aucun des modèles n'est capable de reproduire les distributions saisonnières de SMB et des précipitations. Les estimations du modèle SMB sont utilisées pour évaluer le bilan glace-masse et la contribution au niveau de la mer de la calotte glaciaire antarctique par la méthode des entrées-sorties. Nos résultats donnent un aperçu de la contribution de l'incertitude des modèles PME à de telles évaluations.

Translated Description (Spanish)

El balance de masa superficial (SMB) es muy bajo en la vasta meseta antártica oriental, por ejemplo, en la región de Vostok, donde la SMB media es del orden de 20–35 kg m -2 a -1 . La observación y el modelado de las variaciones espacio-temporales de SMB son igualmente desafiantes en este entorno. Las mediciones de estaca realizadas en la región de Vostok proporcionan datos de pymes a lo largo de medio siglo (1970–2019). Este conjunto de datos único se compara con las estimaciones de las pymes de los modelos climáticos regionales RACMO2.3p2 (RACMO) y MAR3.11 (MAR). Nos centramos en las variaciones de las PYMES a lo largo de escalas de tiempo de meses a décadas. La comparación requiere una evaluación rigurosa de la incertidumbre en las observaciones de la estaca y la dependencia de la escala espacial de las variaciones temporales de SMB. Nuestros resultados muestran que las estimaciones de RACMO de pymes anuales y plurianuales concuerdan bien con lo observado. La pendiente de regresión entre las variaciones temporales modeladas y observadas es cercana a 1.0 para este modelo. Las simulaciones de SMB por MAR se ven afectadas por un sesgo positivo que asciende a 6 kg m -2 a -1 en la estación de Vostok y 2 kg m -2 a -1 a lo largo de dos perfiles de estaca entre el lago Vostok y Ridge B. Ninguno de los modelos es capaz de reproducir las distribuciones estacionales de SMB y la precipitación. Las estimaciones de SMB modelo se utilizan para evaluar el equilibrio de la masa de hielo y la contribución del nivel del mar de la capa de hielo antártica mediante el método de entrada-salida. Nuestros resultados proporcionan información sobre la contribución de la incertidumbre de los modelos de pymes a dichas evaluaciones.

Files

pdf.pdf

Files (3.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:d35b43d45433e27675f47706ba8e671b
3.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
نماذج توازن الكتلة السطحية مقابل ملاحظات الحصة: مقارنة في منطقة بحيرة فوستوك، وسط شرق القارة القطبية الجنوبية
Translated title (French)
Modèles de bilan massique de surface par rapport aux observations de pieu : une comparaison dans la région du lac Vostok, dans le centre-est de l'Antarctique
Translated title (Spanish)
Surface Mass Balance Models vs. Stake Observations: A Comparison in the Lake Vostok Region, Central East Antarctica

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3165597966
DOI
10.3389/feart.2021.669977

Is supplement to
https://openalex.org/W3117750948 (Other)
https://openalex.org/W2967356071 (Other)
https://openalex.org/W2597407381 (Other)
https://openalex.org/W2385349104 (Other)
https://openalex.org/W2374005918 (Other)
https://openalex.org/W2370957135 (Other)
https://openalex.org/W2355127120 (Other)
https://openalex.org/W2035786879 (Other)
https://openalex.org/W1974836498 (Other)
https://openalex.org/W1968097879 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1968152914
  • https://openalex.org/W2017700157
  • https://openalex.org/W2070700974
  • https://openalex.org/W2121745948
  • https://openalex.org/W2137257279
  • https://openalex.org/W2141472225
  • https://openalex.org/W2150720534
  • https://openalex.org/W2167573622
  • https://openalex.org/W2265817814
  • https://openalex.org/W2345982365
  • https://openalex.org/W2461754766
  • https://openalex.org/W2761635722
  • https://openalex.org/W2767863023
  • https://openalex.org/W2801080873
  • https://openalex.org/W2806850958
  • https://openalex.org/W2900689731
  • https://openalex.org/W2908740848
  • https://openalex.org/W2914089962
  • https://openalex.org/W2944960292
  • https://openalex.org/W2946764028
  • https://openalex.org/W2969434613
  • https://openalex.org/W2972175553
  • https://openalex.org/W2976391438
  • https://openalex.org/W3011935482
  • https://openalex.org/W3011994667
  • https://openalex.org/W3025949386
  • https://openalex.org/W3093320059
  • https://openalex.org/W4232115807
  • https://openalex.org/W4250057609
  • https://openalex.org/W4255324488
  • https://openalex.org/W43330554