Almenn verkefni 2022

Heiti verkefnis : 

Botna Botnlandslag og þykkt jökla reiknað út frá fjölþættum mæligögnum og eðlisfræðilegum skorðum með marglaga reiknialgrími

Verkefnastjóri : 

 

Stutt lýsing á verkefninu:

 

Frá miðjum 8. áratug síðustu aldar hefur verið unnið að botnkortlagningu íslenskra jökla með íssjá af Helga Björnssyni og samstarfsmönnum hans á Raunvísindastofnun Háskólans, hópi sem seinna þróaðist í jöklahóp Jarðvísindastofnunar Háskólans (JH). Staðan nú er sú að megindrættir landslags undir stóru jöklunum eru vel þekktir. Fínni drætti í landslagi getur hins vegar verið erfitt að greina út frá íssjármælingunum einum og sér, þar sem íssjársnið eru víðast hvar mæld með 0,5 til 2 km millibili og til að gera samfellt kort þarf að brúa milli sniðanna. Þær einföldu brúunaraðferðir sem oft er nýttar við slíka kortagerð hafa tilhneigingu til að skapa ónáttúrulegt landslag t.d. með röðum tinda og lokaðra lægða í stað samfelldra hryggja og dala. Til að bæta úr því þarf annað hvort að mæla þéttar eða vanda frekar vinnu við brúunina. Við botnkortlagningu jöklahóps JH hefur jafnan verið reynt að lagfæra annmarka brúunarinnar með handvirkum aðferðum. Þær eru hins vegar háðar einstaklingsbundinni túlkun og það tímafrekar að nær ógerningur er að vinna með þeim aðferðum botnhæðarkort af Vatnajökli í heild sinni byggt því mikla magni íssjármælinga sem aflað hefur verið hingað til. Jafnvel þó það tækist, hamla slíkar vinnuaðferðir uppfærslum á botnhæðarkortum þegar nýrra gagna er aflað. Á undanförnum árum hefur hins vegar orðið mikil þróun í sjálfvirkri brúun á botnhæð jökla sem nýtir ekki eingöngu íssjármælingarnar heldur einnig eðlisfræðileg líkön af hreyfingu jökla og mælingar á þeim þáttum sem botninn hefur áhrif á gegnum ísflæðið, eins og yfirborðhraða og hæð. Aðal afrakstur þessa verkefnis mun byggja á þeirri þróun en það er Botna, marglaga algrím sem reiknar kort af botnhæð og þykkt jökla út frá fjölþættum mæligögnum og ísflæðilíkönum. Með Botnu eru stigin fyrstu og stærstu skrefin í áttina að því hægt verði að vinna endurskoðuð samfelld botnhæðarkort af stærstu jöklum landsins, sem samræmast á sem bestan hátt fyrirliggjandi mælingum og núverandi þekkingu á hreyfingu jökla.

Tilgangur og markmið:

 

Gerð vandaðra hæðarkorta af landslagi undir jöklum er bæði tímafrek og flókin. Þetta er ekki síst vegna þessa að beinar mælingar á ísþykkt og yfirborðshæð jökla sem saman gefa hæð jökulbotnsins eru nær aldrei samfelldar plani heldur á sniðum (oftast með 500 til 1000 m bili) sem brúa þarf á milli svo úr verði samfellt kort af botnhæð jökulsins. Slíkar mælingar og kort gerð eftir þeim sem sýna megindrætti botns stóru jöklanna. Botnhæðarkort eru lykilgögn í jöklarannsóknum, bæði fræðilegum og praktískum. Þar má nefna líkangerð af þróun jökla á komandi áratugum í tengslum við þróun loftslags, rannsóknir á vatnfari þeirra sem og myndun og þróun jökullóna þegar jöklar hörfa. Kort af jökulþykkt gefur auk þess mat á því vatni sem jöklar hafa að geyma og þar með tilleggi þeirra til sjávarstöðubreytinga. Góð hæðarkort af jökulbotni eru einnig nauðsynleg við áhættumat vegna stórra jökulhlaupa frá jarðhitasvæðum við botn eða vegna eldsumbrota undir jökli. Einnig þegar meta þarf líkur á því að jökulá breyti farvegi sínum á næstu áratugum. Vegagerðin hefur því beina hagsmuni af því að vandað sé eins og kostur er til slíkrar kortagerðar.

Markmið þessa verkefnis er að þróa reiknialgrím sem nýtir margþættar mælingar og eðlisfræðilegar skorður til að vinna nákvæmari botnhæðar- og þykktarkort af jöklum. Algrímið muna nýta, auk ísþykktar og hæðarsniða frá íssjá sem og landhæð við jökuljaðar og jökulsker, samfelldar mælingar á þáttum sem jökulbotninn hefur áhrif á, einkum yfirborðshreyfingu og hæð jökulsins. Með tölfræðilegum aðferðum mun algrímið tengja þessar mælingar saman þannig að það falli sem best að eðlisfræðilegum líkönum um hreyfingu jökla sem höfð eru til grundvallar. Í stað handavinnu og „innsæis“ mun algrímið gera okkur kleift að ná utan um það mikla gagnamagn sem nýta má við gerð samfelldra botnhæðarkorta af jöklum landsins og aflað hefur verið á 4 áratugum. Að auki muna það auðvelda til muna uppfærslu á kortum með fljótvirkum hætti þegar nýrra gagna er aflað.