15Glaciers - ESM 203 Ice in the Climate System Jeff Dozier...

ESM 203: Ice in the Climate
ESM 203: Ice in the Climate
System
System
Jeff Dozier & Thomas Dunne
Fall 2007

Components of the
Components of the
cryosphere
cryosphere

Seasonal snow (covered in Lecture 7)

Glaciers
◦
Formed from snow through metamorphism, possibly melt
& refreeze, and compression
◦
Mountain glaciers to continental-scale ice sheets, which
account for 2% of Earth’s water, and ~80% of fresh water

Sea ice
◦
Formed from freezing of sea water and incremented by
snow on the ice
◦
Expulsion of brine drives thermohaline circulation

Permafrost: perennially frozen soil

Lake and river ice

Science
Science
magazine (22 Dec 2006),
magazine (22 Dec 2006),
breakthroughs of the year
breakthroughs of the year
1.
Proof of the Poincar é conjecture
2.
Digging out fossil DNA
3.
Shrinking ice
◦
“Glaciologists nailed down an unsettling observation this
year: The world’s two great ice sheets—covering
Greenland and Antarctica—are indeed losing ice to the
oceans, and losing it at an accelerating pace….”
◦
(also see New York Times, 01 Oct 2007, for a cool graphic
on sea ice: http://tinyurl.com/2ne94h )

Global water stores
Global water stores

Oceans 97.2%
 Glaciers, ice sheets and snow 2.0

Groundwater (750-4000m) 0.4

Groundwater (<750m) 0.3

Lakes 0.01

Soil 0.005
 Atmosphere 0.001

Rivers 0.0001

Biosphere 0.00004
Black, P. E. (1995) On the critical nature of “useless” resources, Water
Resources Bulletin

5
Formation of glacier ice
Formation of glacier ice

Metamorphism makes snow denser after it falls
◦
Transfer toward bonds sinters crystals
◦
Melt-freeze cycles further increase snow density

Where some snow survives melt season, layers pile
up and squeeze lower layers (increase density),
causing snow to turn to ice
Typical densities, kg m
–3
new snow 10–300 glacier ice 650–900
older, unmelted snow 250–400 pure water ice 917
melted and refrozen snow
(névé or firn)
300–600 liquid water 1000

6
Formation of sea ice or lake ice
Formation of sea ice or lake ice

7
Mass balance of a mountain-valley glacier
Mass balance of a mountain-valley glacier

More net accumulation at higher elevations because
◦
accumulation (snow fall) is greater
◦