Pôle Alpin Risques Naturels (PARN) Alpes–Climat–Risques Avec le soutien de la Région Rhône-Alpes (2007-2014)
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Fiche bibliographique

 

Réf. Vincent & al. 2009 - A

Référence bibliographique
VINCENT C. et al. (2009) - Glacier thickening and decay analysis from 50 years of glaciological observations performed on glacier d'Argentière Mont Blanc area, France - Annals of Glaciology 50(50):73-79 DOI: 10.3189/172756409787769500 PDF

Abstract: Numerous glaciological data have been obtained from measurements carried out on Glacier d’Argentie`re, Mont Blanc area, France, since the beginning of the 20th century. Moreover, data on annual mass balance, ice-flow velocity, thickness variation and length fluctuation have been obtained from yearly measurements performed since 1975. This dataset provides an excellent opportunity to analyze the relationships between surface mass balance and dynamic response over time periods during which net mass balance changed from positive to negative. Following a positive specific-net-balance period between 1960 and 1981, the ablation zone experienced a large increase in thickness and ice-flow velocities. Conversely, the highly negative specific-net-balance period since 1982 has led to strong thinning, deceleration and retreat of the tongue. The response of these observed dynamics to surface mass balance is analyzed from ice-flux calculations performed on three transverse cross-sections. Our results reveal that the ice fluxes are largely accommodated by ice-flow velocities. Velocity fluctuations are synchronous over the entire area studied. In the largest part of the glacier, no compressing/ extending flow change has been observed over the last 30 years and thickness changes are solely driven by surface mass-balance changes. However, on the tongue of the glacier, thickness changes do not depend on surface mass balance but are mainly driven by changes in the longitudinal strain rate.

Mots-clés
 

Organismes / Contact

Authors / Auteurs :

  • Christian Vincent, Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement (CNRS-UJF), 54 rue Molière, BP 96
  • Alvaro Soruco, Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement (CNRS-UJF), 54 rue Molière, BP 96 et IRD-Great Ice, Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement (CNRS-UJF), 54 rue Molière, BP 96
  • Delphine Six, Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement (CNRS-UJF), 54 rue Molière, BP 96
  • Emmanuel Guillaume Le Meur, Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement (CNRS-UJF), 54 rue Molière, BP 96

Programme :

GLACIOCLIM (http://wwwlgge. obs.ujf-grenoble.fr/ServiceObs/index.htm) - Programme in which five French glaciers are investigated using mass balance, thickness changes, ice-flow velocities, snout fluctuations and meteorological measurements.


(1) - Paramètre(s) atmosphérique(s) modifié(s)
(2) - Elément(s) du milieu impacté(s)
(3) - Type(s) d'aléa impacté(s)
(3) - Sous-type(s) d'aléa
  Glacier    

Pays / Zone
Massif / Secteur
Site(s) d'étude
Exposition
Altitude
Période(s) d'observation
France Mont-Blanc Glacier d'Argentière Faces north ELA 2800m since 1975

(1) - Modifications des paramètres atmosphériques
Reconstitutions
 
Observations

 

Modélisations
 
Hypothèses
 

Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)



(2) - Effets du changement climatique sur le milieu naturel
Reconstitutions
 
Observations

The analysis of relationships between ice fluxes, thickness changes, ice-flow velocities and mass balance reveals that the ice-flux changes are driven by the ice-flow velocity changes.

Mass-balance variations :

The sharp mass-balance decline observed between 1942 and 1953 can be interpreted as the consequence of both increasing ablation and low accumulation. During this period, a significant part of the ablation may have been due to a low albedo value linked to low accumulation rates. Conversely, the glacier net balance rise observed between 1960 and 1981 is clearly related to low ablation values. For the more recent period (1982–2007), the decrease in net balance is connected to an ablation rise, and not to an accumulation decline.

Ice thickness variations :

The response of ice thickness to change in mass balance is instantaneous at 2730 and 2400ma.s.l. In addition, these thickness changes are similar to the cumulative mass-balance changes. The general feature of the ice-flow velocity changes on these cross-sections is similar and synchronous with thickness changes.

The behaviour on the lower part of the glacier, is slightly different. In addition to the amplitude difference, the reaction time of the thickness change is delayed by +/-3 years. Although some measurements are missing, it seems that the same delay can be observed for the ice-velocity changes.

Finally, the global behaviour of the snout is similar to the thickness changes observed upstream. However, the response is delayed by +/- 10–14 years following the massbalance change.

Relations between mass-balance variations and ice thickness variations :

The tongue of the glacier is located in a narrow gorge, and changes in ice flux lead to large changes in ice thickness and ice-flow velocity. As seen in the upper part of the glacier, the ice flux is accommodated by the velocity change but the ice flow is impeded by the valley walls. Consequently, the compressing flow does not remain constant with time. When the glacier is thickening, longitudinal compression increases and the rise in thickness becomes more pronounced. However, when the glacier is decreasing, the longitudinal compression also decreases. As shown from field data, the compressive strain rate has decreased over the last 15 years by 0.03 a–1 in these areas. The thickness changes of the tongue are therefore clearly driven by the changes in compressing flow and not by those of surface mass-balance changes.

 

L’analyse des relations entre les flux de glace, les variations d’épaisseur, la vitesse d’écoulement et le bilan de masse, met en evidence la forte influence des variations des vitesses d’écoulement sur les évolutions des flux de glace.

Variations du bilan de masse :

La forte diminution du bilan de masse, observée entre 1942 et 1953, peut être interprétée comme conséquence à la fois de l’augmentation des taux d’ablation, et d’une faible accumulation.Au cours de cette période, la forte ablation peut s’expliquer par un albédo faible, associé à de faibles taux d’accumulation

Réciproquement, l’augmentation du bilan de masse du glacier, observée entre 1960 et 1980, est une conséquence de faibles taux d’ablation.

Pour la période la plus récente (1982 – 2007), la diminution du bilan de masse est quant à elle liée à augmentation des taux d’ablation et non pas à une diminution des taux d’accumulation.

Variations de l’épaisseur de la glace :

Le temps de réponse des variations d’épaisseur de glace aux variations du bilan de masse est presque instantané à 2730m et 2400m. Dans ces zones, le modèle d’évolution des variations de vitesse d’écoulement est identique et synchronisé avec les variations d’épaisseur de la glace.

Dans les parties basses du glacier, on observe un phénomène qui diffère un peu. En plus de la différence d’amplitude, le temps de réaction des variations d’épaisseur est retardé de +/- 3 ans. Bien que quelques mesures soient manquantes, il semble que le même retard soit observé pour le temps de réactions des variations de vitesse d’écoulement.

Relations entre les variations de bilan de masse et les variations d’épaisseur de la glace :

La langue du glacier se situe dans une gorge étroite. Par conséquent, les variations de flux de glace entrainent d’importants changements d’épaisseur et de vitesse d’écoulement. Comme dans la partie haute du glacier, le flux s’adapte aux variations de vitesse. L’écoulement est cependant gêné et modifié par la topographie de la vallée. Lorsque le glacier s’épaissit, la compression latérale augmente, entrainant ainsi un épaississement encore plus prononcé. A l’inverse, lorsque l’épaisseur du glacier diminue, la compression latérale diminue également. Les données relevées sur le terrain mettent en évidence une diminution du taux de compression, sur les 15 dernières années, de 0.03 par an. Nous pouvons donc en déduire que les variations d’épaisseur de la langue glaciaire sont conséquences, non pas des variations du bilan de masse de surface, mais de la compression de l’écoulement de la langue glaciaire.

Modélisations
 
Hypothèses
 

Sensibilité du milieu à des paramètres climatiques
Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)
 

Data collected from Glacier d’Argentière provide a good opportunity to study the relationships between surface mass balance and dynamic response over a period with changes in opposite directions. For this purpose, changes in ice-flow velocities, thickness and ice fluxes are compared and analyzed at three crosssections of Glacier d’Argentière as a consequence of the surface mass-balance changes.

Regular field measurements have been carried out by the LGGE since 1975 along the three cross-sections. Cross-section 7 is located at 2730ma.s.l. close to the ELA. Cross-section 4 is located at 2400ma.s.l. close to the middle of the ablation area. Cross-section 2, at 1800ma.s.l., is located on the lower part of the tongue.

The bedrock topography was determined using seismic soundings at cross-sections 2, 4 and 7. Moreover, 8 and 24 boreholes have been drilled on cross-sections 2 and 4, respectively, to check the seismic results (Reynaud, 1959; Hantz, 1981).

The surface ice-flow velocities are measured at the end of the ablation season (September) from stake displacements using topographic methods and are known with an uncertainty of +/- 0.15ma–1.

Thickness variation measurements have been carried out each year for each cross-section using geodetic methods with an uncertainty of +/-0.20ma–1.

In addition, surface annual mass balances were monitored in the ablation area between 1975 and 1993, from 20–30 ablation stakes.

Les données collectées sur le glacier d’Argentière offre une solide opportunité d’étudier les relations entre le bilan de masse de surface et les différentes dynamiques de réponse aux multiples changements. Dans cette optique, les variations de vitesse d’écoulement, d’épaisseur et de flux glaciaires sont comparées et analysées, comme conséquences aux variations du bilan de masse, en 3 lieux d’étude sur le glacier d’Argentière.

Le LGGE a mis en place, depuis 1975, des mesures régulières sur les 3 secteurs d’étude. Le secteur 7 se situe à 2730m, à côté de la Ligne d’Equilibre Glaciaire. Le secteur 4 se situe aux alentours du milieu de la zone d’ablation, à 2400m. Le secteur 2, quant à lui, se situe dans la partie basse de la langue glaciaire, à 1800m.

La topographie du lit rocheux a été déterminée, sur les 3 secteurs d’étude, grâce aux réponses sismiques. De plus, respectivement 8 et 24 forages ont été creusés sur les secteurs 2 et 4 pour analyser les résultats sismiques. (Reynaud, 1959; Hantz, 1981).

Les vitesses d’écoulement de surface sont mesurée à la fin de la période d’ablation (septembre), grâce à la mise en place de plusieurs sondes et en utilisant les méthodes topographiques. Les résultats sont connus avec une incertitude de +/- 0.15m par an.

Les mesures de variation d’épaisseur sont mises en place chaque année sur chaque secteur et donnent des résultats avec une incertitude de +/- 0.20m par an


(3) - Effets du changement climatique sur l'aléa
Reconstitutions
 
Observations
 
Modélisations
 
Hypothèses
 

Paramètre de l'aléa
Sensibilité du paramètres de l'aléa à des paramètres climatiques
Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)
 
 
 

(4) - Remarques générales
 

(5) - Syntèses et préconisations
 

Références citées :

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