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 & Moreau 2016 - A

Référence bibliographique
VINCENT C and MOREAU L Sliding velocity fluctuations and subglacial hydrology over the last two decades on Argentière glacier, Mont Blanc area. Journal of Glaciology, Available on CJO 2016 doi:10.1017/jog.2016.35 PDF

Abstract: The subglacial observatory beneath the Argentière glacier provides a rare opportunity to study the interactions between glacier sliding velocity and subglacial runoff. The sliding velocity has been monitored in this cavity almost continuously since 1997 and the resulting data indicate a decrease in annual sliding velocities over the last two decades. We found close relationships between annual surface velocity, sliding velocity and ice thickness. These relationships indicate that the ice-flow velocity changes do not depend on subglacial water runoff changes at the annual timescale. The seasonal magnitudes of sliding also show a decrease over the last two decades. At the seasonal timescale, sliding velocity increases before or simultaneously with the large runoff increase in May, indicating a distributed drainage system. Conversely, at the end of the melt season, sliding velocity continues to decrease after the runoff returns to low winter values. The simultaneous increases of runoff and sliding velocity occur mainly before the spring transition. Later, sliding velocity generally appears not to be related to water inputs coming from the surface, except for some large accelerations after midAugust that are always associated with periods of rapidly increasing water inputs to the subglacial drainage system.

Mots-clés
 glacier hydrology, ice velocity, mountain glaciers, sliding, subglacial processes

Organismes / Contact

Authors / Auteurs :

  • Christian Vincent, Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement, UJF/CNRS, Grenoble, France
  • Luc Moreau, Edytem, CNRS, Université de Savoie, Chambéry, France

(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 Argentière glacier N.O. 2700

Mesures de surface : depuis 1975 / Mesures sous glaciaires : depuis 1997


(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

Annual Velocity fluctuations :

Although not measured at the same location, a clear linear relationship was found between annual surface velocity at cross section No. 4 and annual sliding velocity measured in the subglacial observatory. We conclude that the increases/decreases of basal sliding velocity observed at the subglacial observatory are roughly twice those of the corresponding surface velocities observed at cross section No. 4. The annual surface and sliding velocity changes are clearly related to the ice thickness changes. The annual fluctuations of ice-flow velocity therefore do not depend on subglacial water runoff at this timescale.

In addition, we have found that surface velocity is clearly related to basal sliding and that more than 90% of the surface motion is due to basal sliding.

Seasonal velocity fluctuations :

As opposed to the annual fluctuations, the general pattern shows that seasonal ice-flow dynamics are mainly driven by subglacial runoff. The sliding velocity peak usually occurs between the 1 June and the 1 July, roughly at the same time as the runoff peak. The sliding velocity clearly increases long before the increase in runoff and continues to decrease after the runoff has fallen back to minimum winter values. We conclude that there is a complicated relationship between sliding velocity and runoff at a seasonal scale.

After the velocity peak has been reached, sliding velocity is generally no longer related to the amount of water coming from the surface except for some events.

Variations des vitesses annuelles :

Bien que les mesures n’aient pas été réalisées au même endroit, nous avons pu mettre en évidence une relation linéaire entre la vitesse de surface au point de mesure numéro 4 et la vitesse de glissement observé dans la cavité sous-glaciaire. L’augmentation/la diminution de la vitesse de glissement au niveau de la partie basale du glacier était environ 2 fois plus importante que celle observée au point de mesure numéro 4, en surface.

Les changements annuels de vitesse sont, de toute évidence, liés aux changements d’épaisseur de la glace.

Cependant, à l’échelle annuelle, les variations de vitesse d’écoulement de la glace ne dépendent pas de l’évolution des écoulements sous-glaciaires.

Variations des vitesses saisonnières :

Contrairement aux variations annuelles, le modèle observé à l’échelle saisonnière, met en évidence une relation de dépendance entre l’évolution des dynamiques d’écoulement de la glace et l’évolution des écoulements sous-glaciaires. De manière générale, les vitesses de glissement les plus importantes sont observées entre le 1er Juin et le 1er Juillet, et concordent avec les écoulements sous-glaciaires les plus forts. Cependant, les vitesses de glissement commencent à augmenter longtemps avant l’augmentation des écoulements sous-glaciaires, et continuent à diminuer après que les écoulements aient retrouvé leur débit minimum (que l’on retrouve lors de la saison hivernale). Nous en avons conclu qu’il existe une relation entre la vitesse de glissement et les écoulements sous-glaciaires à l’échelle saisonnière, mais que cette dernière est complexe.

Après que le pic de vitesse a été atteint, les vitesses de glissement ne sont plus corrélées aux écoulements sous-glaciaires, dans la mesure où la variation de quantité d’eau en provenance de la surface n’influe plus sur la variation de vitesse. Certains évènements majeurs sortent néanmoins de ce modèle.

Modélisations
 
Hypothèses

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

Interseasonal fluctuations

After the velocity peak has been reached, sliding velocity is generally no longer related to the amount of water coming from the surface except for some events. These rare events marked by large acceleration can last only few hours or days following a period of large melting or rain or both. An analysis of large accelerations showed that most such events occurred between midAugust and the beginning of November and were always related to large increases of runoff. The other such events occurred in May without increases of runoff. The detailed analysis of the acceleration of the 26 August 2014 following a storm indicated that, the sliding velocity reacted almost instantaneously, with a 0–4 h delay after the increase of runoff.

Variations inter saisonnières :

Après que le pic de vitesse a été atteint, les vitesses de glissement ne sont plus corrélées aux écoulements sous-glaciaires, dans la mesure où la variation de quantité d’eau en provenance de la surface n’influe plus sur la variation de vitesse. Certains évènements majeurs sortent néanmoins de ce modèle.

Ces évènements, qui se distinguent par une forte accélération de la vitesse de glissement, font suite à des périodes de fortes pluies, de fonte importante (ou même des deux), et ne durent que quelques heures ou quelques jours.

L’observation de ces phénomènes met en évidence deux périodes de récurrence à l’échelle annuelle.

- La plupart ont lieu entre mi-Août et début Novembre d’une part, et qu’elles font toujours suite à une forte augmentation des écoulements sous glaciaires d’autre part.

- D’autres accélérations ont lieu en Mai sans qu’on puisse observer une augmentation des écoulements sous-glaciaires.

L’analyse de l’accélération du 26 Août 2014, qui fait suite à un orage, met en évidence une augmentation de la vitesse de glissement, de manière presque instantanée, dans une délais de 0 à 4h après l’augmentation des écoulements.

Regular field measurements have been carried out by the LGGE (Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement, Grenoble) since 1975 along four cross sections of the Argentière glacier (45°10 N; 6°10 E) to measure the surface mass balance, surface ice-flow velocities and ice thickness changes (Vincent and others, 2009) In the vicinity of the subglacial observatory, the thickness change of cross section No. 4, located at 2400 m a.s.l. is measured annually (...)

A subglacial observatory has been set up at 2173 m a.s.l. to monitor the sliding movement continuously since 1997 (Moreau, 1995). (...)

In addition, the subglacial runoff is monitored in a gallery at 2060 m a.s.l. during the summer season. The measurement frequency is 15 min. Above a value of 13 m3 s−1, the water is diverted into another conduit and the real runoff is not measured.

Depuis 1975, le LGGE (Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement, Grenoble) a mis en place des campagnes de mesures régulières, sur 4 transects du glacier d’Argentière (45°10 N; 6°10 E), pour mesurer les évolutions du bilan de masse, de la vitesse d’écoulement du glacier et de l’épaisseur de la glace.

Un observatoire sous-glaciaire a été mis en place à 2173m d’altitude pour étudier l’évolution du glissement du glacier. Les mesures sont enregistrées depuis 1997.

Aux alentours de la cavité sous-glaciaire utilisée pour les observations, l’évolution de l’épaisseur de la glace au niveau du transect 4, à 2400m d’altitude, est, quant à elle, mesurée chaque année.

En complément, les écoulements sous-glaciaires sont étudiés, pendant la saison d’été, depuis une galerie (à 2060m d’altitude). La périodicité des mesures est de 15 minutes. Lorsque la valeur atteint 13m3 par seconde, l’écoulement est divisé entre plusieurs conduits et son débit réel n’est plus mesuré.


(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
 These measurements from the subglacial observatory combined with the supraglacial measurements offer a valuable dataset for future numerical studies aimed at investigating the hydromechanical processes that drive the sliding velocity.

(5) - Syntèses et préconisations
 

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