A System to Combine Stratigraphic and Annual Mass-Balance Systems: A Contribution to the International Hydrological Decade

Abstract

Mass-balance quantities at specific points on a glacier as defined in [IHD] (1970) relate either to annual maxima or minima in ice mass at that point (the stratigraphic system), or to values at the beginning and end of a hydrologic year (the annual or fixed-date system). Most quantities measured in the field relate to summer surfaces, which correspond to the annual minima at the measurement points. When stratigraphic system point values are integrated over a whole glacier, the result may be meaningless because annual maxima and minima and summer surfaces may form at different times at different places. The combined system utilizes several kinds of data to derive meaningful area-average results that can be directly related to other hydrologic and meteorologic information. Measurements to summer surfaces at certain specific times, including the beginning and end of a hydrologic year, are added together with proper recognition of the types of material involved: old firn and ice, snow and superimposed ice of the year under study, new firn formed during that year, and late snow deposited toward the end of the year. Other “balance increment” terms relate values at the beginning and end of a hydrologic year to corresponding area-average balance minima. As a result, two types of “net balance” and many other terms are given precise meaning for a glacier as a whole. The scheme is sufficiently versatile to be used on any glacier, although the terms relating to summer surfaces are not defined on a glacier in which ablation or accumulation is continuous throughout a year. Résumé Les bilans matière en des points représentatifs sur un glacier, tels que définis par le document [IHD] (1970) sont établis soit à partir des maxima et minima annuels en ce point (méthode stratigraphique), soit à partir des valeurs au début et à la fin de l’année hydrologique (méthode annuelle ou à date fixe). La plupart des valeurs mesurées sur le terrain se rapportent à des surfaces d’été qui correspondent aux minima annuels aux points de mesure. Lorsque les valeurs ponctuelles de la méthode stratigraphique sont intégrées sur tout un glacier, le résultat peut être dépourvu de signification parce que les minima et maxima annuels et les surfaces d’été peuvent se former à différentes époques dans les différents endroits. La méthode combinée utilise plusieurs sortes de données pour obtenir des résultats significatifs en moyenne par unité de surface qui peuvent être directement comparées aux autres informations hydrologiques et météorologiques. Des mesures de surfaces d’été à certaines époques déterminées, dont le début et la fin de l’années hydrologique, sont additionnées entre elles avec une reconnaissance détaillée des types de matériel concernés: vieux névé et glace, neige et glace de surimposition de l’année en cours, nouveau névé formé durant l’année et neige tardive déposée jusqu’à la fin de l’année. D’autres termes “d’augmentation du bilan” relient les valeurs au début et à la fin de l’année hydrologique au bilan minimum correspondant en moyenne à la surface. Il en résulte que deux types de “bilan net” et beaucoup d’autres termes peuvent recevoir une signification précise pour un glacier entier. Le schèma est suffisamment général pour être utilisé sur n’importe quel glacier, bien que les termes relatifs aux surfaces d’été ne sont pas définis sur un glacier dans lequel l’ablation (ou l’accumulation) se manifeste de manière continue pendant toute l’année. Zusammenfassung Massenbilanzwerte an spezifischen Punkten eines Gletschers, wie sie durch [IHD] (1970) definiert wurden, beziehen sich entweder auf Jahresmaxima oder -minima der Eismenge an diesem Punkt (stratigraphisches System) oder auf Werte zu Beginn und Ende eines hydrologischen Jahres (Jahres- oder Festdatum-System). Die meisten Messungen im Felde gehen von den Sommeroberflächen aus, die den Jahresminima am Messpunkt entsprechen. Wenn stratigraphische Punktwerte über den ganzen Gletscher intergriert werden, kann das Ergebnis bedeutungslos sein, weil sich die jährlichen Maxima bzw. Minima und die Sommeroberflächen zu verschiedenen Zeiten an unterschiedlichen Stellen bilden können. Das kombinierte System benutzt verschiedene Arten von Daten, um sinnvolle Gebietsdurchschnittswerte zu erhalten, die direkt mit anderen hydrologischen und meteorologischen Informationen in Beziehung gebracht werden können. Messungen der Sommeroberfläche zu bestimmten spezifischen Zeitpunkten einschliesslich des Beginns und Endes eines hydrologischen Jahres werden zusammen mit einer sachgemässen Bestimmung des vorhandenen Materials herangezogen: Altschnee und -eis, Schnee und Aufeis des laufenden Jahres, neuer Firn, der sich während dieses Jahres gebildet hat, und Schnee, der gegen Ende des Jahres abgelagert wurde. Andere “Bilanz-Inkremente” verknüpfen Werte vom Beginn und Ende eines hydrologischen Jahre smit korrespondierenden gebietsdurchschnittlichen Bilanzminima. Als Folge erhalten zwei Arten von “Nettobilanz” und viele andere Ausdrücke eine präzise Bedeutung für einen Gletscher als Ganzes. Das Schema ist vielseiig genug, um für jeden Gletscher angewendet werden zu können, wenngleich die Grössen, die sich auf Sommeroberfiächen beziehen, nicht für einen Gletscher mit ganzjähriger Ablation oder Akkumulation definiert sind.