Structure Stability of External Mass Turnover Fields of the Djankuat Glacier

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The regularity and variability of accumulation, ablation, and mass balance distribution on the Djankuat Glacier were investigated to assess the spatio-temporal stability of its external mass turnover fields. A 2019/20–2023/24 time span, characterized by varying degrees of abnormality in the annual budget parameters, was selected as a case pentad for testing. Interannual differences in snow accumulation and melting patterns affect the spatial structure of the fields – obvious shifts of maxima and minima areas are noticed, inter alia. Nevertheless, persistent structural similarities across years indicate a certain degree of temporal and spatial stability. The present analysis employs the field similarity hypothesis originally developed by V.V. Popovnin (1989), which evaluates the variability of the functional relationship between gridded balance parameters and those averaged either over corresponding alti-morphological zones or over the entire glacier. For each grid node, variation coefficients of normalized values are calculated, followed by correlation analysis between the normalized node values and the corresponding zonal and glacier-wide averages. Concerned are both year-to-year correlations and the stability of annual fields relative to the long-term average pattern. Eventually the plots with the highest and lowest stability indices are identified within the glacier area. The alti-morphological zonation is found to align more consistently with the similarity hypothesis than glacier-wide averages. Among the three studied mass-balance parameters, the ablation field demonstrates the greatest stability, whereas the accumulation field exhibits the highest variability. Correlations between annual and multi-year fields exceed those between two arbitrary years. Obtained results can be applied for indirect mass-balance plotting and calculations as well as for predicting accumulation, ablation and overall mass balance patterns.

About the authors

A. M. Chekhovskikh

Lomonosov Moscow State University

Email: chehovskiy.medved@yandex.ru
Moscow, Russia

V. V. Popovnin

Lomonosov Moscow State University

Moscow, Russia

A. S. Gubanov

Lomonosov Moscow State University

Moscow, Russia

References

  1. Волошина А.П. Колебания внешнего массообмена ледников Полярного Урала в 1959/60–1976/77 гг. // МГИ. 1981. Вып. 41. С. 149–162.
  2. Гросвальд М.Г., Кренке А.Н., Виноградов О.Н., Маркин В.А., Псарева Т.В., Разумейко Н.Г., Суходровский В.Л. Оледенение Земли Франца-Иосифа. Результаты исследований по программе МГГ. М.: Наука, 1973. 348 с.
  3. Дюргеров М.Б. Расчёт баланса массы ледниковых систем // МГИ. 1986. Вып. 57. С. 8–15.
  4. Дюргеров М.Б. Мониторинг баланса массы горных ледников. М.: Наука, 1993. 127 с.
  5. Ледник Джанкуат (Центральный Кавказ) / Ред. И.Я. Боярский. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 184 с.
  6. Ледник Марух (Западный Кавказ) / Отв. ред. В.М. Котляков. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 254 с.
  7. Кунахович М.Г. Формирование годового баланса массы ледника плоской вершины // МГИ. 1989. Вып. 67. С. 163–169.
  8. Кунахович М.Г. Подобие полей внешнего массообмена и расчёт баланса массы горных ледников / Дис. на соиск. уч. степ. канд. геогр. наук. М.: Ин-т географии РАН, 1991. 70 с.
  9. Меншутин В.М. Баланс массы Марухского ледника и изменчивость его составляющих // МГИ. 1977. Вып. 31. С. 38–44.
  10. Олейников А.Д., Володичева Н.А. Современные тенденции изменения снеголавинного режима Центрального Кавказа (на примере Приэльбрусья) // Лёд и Снег. 2019. Т. 59. № 2. С. 191–200. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2019-2-400
  11. Пастухов В.Г. Полный массообмен ледника Джанкуат: дипломная работа. М.: Изд-во МГУ, 2011. 185 с.
  12. Петраков Д.А. Устойчивость полей внешнего массообмена горного ледника / Дис. на соиск. уч. степ. канд. геогр. наук. М.: МГУ, 2000. 218 с.
  13. Петраков Д.А., Поповнин В.В. Поле аккумуляции горного ледника и его устойчивость во времени // Криосфера Земли. 2000. Т. 2. № 4. С. 67–76.
  14. Поповнин В.В. Бюджетная эволюция репрезентативного ледника Джанкуат (Центральный Кавказ) / Дис. на соиск. уч. степ. канд. геогр. наук. М.: МГУ, 1989. 305 с.
  15. Поповнин В.В. Поле аккумуляции горного ледника // МГИ. 2000. Вып. 88. С. 16–29.
  16. Поповнин В.В., Сергиевская Я.Е. Об обратной связи доли лавинного питания с аккумуляцией ледника // Лёд и Снег. 2018. Т. 58. № 4. С. 437–447. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2018-4-437-447
  17. Поповнин В.В., Пылаева Т.В. Лавинное питание ледника Джанкуат // Лёд и Снег. 2015. Т. 55. № 2. С. 2 1–32. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-2-21-32
  18. Чеховских А.М. Устойчивость полей аккумуляции и абляции на леднике Джанкуат: выпускная работа магистра. М.: МГУ, 2021. 84 с.
  19. Bozhinskiy A.N., Krass M.S., Popovnin V.V. Role of debris cover in the thermal physics of glaciers // J. Glaciology. 1986. V. 32. № 111. P. 255–266.
  20. Dadic R., Mott R., Lehning M., Burlando P. Wind influence on snow depth distribution and accumulation over glaciers // J. Geophys. Res. Earth Surf. 2010. № 115. F01012. https://doi.org/10.1029/2009JF001261
  21. Florentine C., Harper J., Fagre D., Moore J., Peitzsch E. Local topography increasingly influences the mass balance of a retreating cirque glacier // The Cryosphere. 2018. V. 12. P. 2109–2122. https://doi.org/10.5194/tc-12-2109-2018
  22. Eyles N., Rogerson R.J. A framework for the investigation of medial moraine formation: Austerdalsbleen, Norway, and Berendon Glacier, British Columbia, Canada // J. Glaciology. 1978. V. 20. № 82. P. 99–113.
  23. Hodgkins R., Cooper R., Wadham J., Tranter M. Interannual variability in the spatial distribution of winter accumulation at a high-Arctic glacier (Finsterwalderbreen, Svalbard), and its relationship with topography // Annals of Glaciology. 2005. V. 42. P. 243–248. https://doi.org/10.3189/172756405781812718
  24. Hoinkes H.C. Glacial meteorology. In: Solid Earth and Interface Phenomena // Research in Geophysics. 1964. V. 2. P. 391–424.
  25. McGrath D., Sass L., O’Neel S., Arendt A., Wolken G., Gusmeroli A., Kienholz C., McNeil C. End-of-winter snow depth variability on glaciers in Alaska // J. Geophys. Res. Earth Surf. 2015. V. 120. № 8. P. 1530–1550. https://doi.org/10.1002/2015JF003539
  26. Popovnin V., Gubanov A., Lisak V., Toropov P. Recent mass balance anomalies on the Djankuat Glacier, Northern Caucasus // Atmosphere. 2024. V. 15. № 1. P. 107–129. https://doi.org/10.3390/atmos15010107
  27. Rets E.P., Popovnin V.V., Toropov P.A., Smirnov A.M., Tokarev I.V., Chizhova J.N., Budantseva N.A., Vasil’chuk Yu.K., Kireeva M.B., Ekaykin A.A., Veres A.N., Aleynikov A.A., Frolova N.L., Tsyplenkov A.S., Poliukhov A.A., Chalov S.R., Aleshina M.A., Kornilova E.D. Djankuat glacier station in the North Caucasus, Russia: a database of glaciological, hydrological, and meteorological observations and stable isotope sampling results during 2007–2017 // Earth System Science Data. 2019. V. 11. № 3. P. 1463–1481. https://doi.org/10.5194/essd-11-1463-2019
  28. Toropov P.A., Aleshina M.A., Grachev A.M. Large-scale climatic factors driving glacier recession in the Greater Caucasus, 20th–21st century // International Journal of Climatology. 2019. V. 39 (12). P. 4703–4720. https://doi.org/10.1002/joc.6101
  29. Verhaegen Y., Rybak O., Popovnin V.V., Huybrechts P. Quantifying supraglacial debris‐related melt‐altering effects on the Djankuat glacier, Caucasus, Russian Federation // J. Geophys. Res. Earth Surf. 2024. V. 129. № 4. e2023JF007542. https://doi.org/10.1029/2023JF007542
  30. Walmsley A.P.U. Long-term observations of snow spatial distributions at Hellstugubreen and Gråsubreen: MS Thesis. Norway, 2015. 141 p.
  31. WGMS (2023): Global glacier change bulletin No. 5 (2020–2021) / Ed. by M. Zemp, I. Gartner-Roer, S.U. Nussbaumer, E. Welty, I. Dussaillant, J. Bannwart. Zurich, Switzerland: ISC(WDS)/IUGG(IACS)/ UNEP/UNESCO/WMO, World Glacier Monitoring Service, 2023. 134 p. https://doi.org/10.5904/wgms-fog-2023-09

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).