氷床モデル

氷床は周囲の大気、海洋、氷底の土壌と相互作用します。^{[ 15 ]}包括的な氷床モデルを作成するには、これらの相互作用するすべての要素を含める必要があります。^{[ 15 ]}

氷床の挙動を決定する上で、基底条件は重要な役割を果たします。基底の熱状態（氷が融解しているか凍結しているか）と基底の地形をマッピングすることは困難です。 ^{[ 15 ]}最も好ましい方法は、質量保存の制約を適用することです。^{[ 15 ]}長期予測では、地形を大陸棚またはフィヨルドに投影することが重要ですが、氷底地形がよくわからない場合は、これが困難になることがあります。^{[ 15 ]}

夏の日射量は、氷床の融解速度と質量収支に影響を与える温度応答を引き起こします。^{[ 16 ]}例えば、氷の体積の夏の日射量への依存性は次のように表すことができます。${\displaystyle {d(I) \over d(t)}={1 \over T}(SI)}$ここで、Iは氷の体積であり、$d(I) \over d(t)$は単位時間あたりの氷量の変化率、Tは氷床の応答時間、Sは日射信号である。^{[ 16 ]}

気温は、表面の融解と流出率を知らせるため、モデルに必要です。^{[ 17 ]}例えば、地表気温は、緯度「lat」、地表標高h、平均気温で表すことができ、年間平均気温の推定値が得られます。^{[ 17 ]}${\displaystyle T_{aml}=temperature-c_{1}*max(h,1000)-c_{2}*lat}$この例では、棚氷の表面は高度1000mと同じくらい冷たいと仮定しています。^{[ 17 ]}

降水量は気温に直接関係しており、氷床の上や周辺の水分量にも依存する。^{[ 17 ]}降水量は氷床の融解と蓄積において重要な役割を果たす。^{[ 17 ]}

氷床崩壊は、氷床モデリングにおいて依然として活発な研究分野である。^{[ 15 ]}氷床崩壊の全体像には、潮汐、基底クレバス、氷山との衝突、厚さ、温度など、さまざまな側面が含まれる。^{[ 18 ]}海洋氷床不安定性および海洋氷崖不安定性の概念の最近の発展は、氷床崩壊プロセスのより正確な結果に貢献している。^{[ 19 ]}

コミュニティ氷床モデルは、国立科学財団が資金提供するコミュニティ地球システムモデルの一部であり、氷のダイナミクスをモデル化します。 ^{[ 20 ] [ 21 ]}これはFortran 90で記述されており、オープンソースです。^{[ 20 ]}米国エネルギー省はCISMへの貢献を開始しました。^{[ 21 ]} CISMプロジェクトは、氷床に関する知識を拡大するためのカリキュラムの開発や、氷床モデリングへのより広範なコミュニティの参加など、他の関連プロジェクトに取り組んでいます。^{[ 21 ]}並列氷床モデル（PSIM）やGlimmerなど、多くの氷床モデリングソフトウェアがCISMに影響を与えています。^{[ 22 ] [ 23 ]}

氷床の進化に対する海面応答（SeaRISE）は、氷床による海面上昇の上限を推定することを目的としたCISMのサブコミュニティです。^{[ 24 ]}このプロジェクトは、氷床と海面上昇のモデリングのための一連の実験と評価を開発し、氷床モデル用の統一された入力データセットを作成することを目指しています。^{[ 24 ]}

Glimmer（GENIE Land Ice Model with Multiply-Enabled Regions）は、より包括的な地球システムモデルであるGENIEに貢献するために最初に作成された氷床モデルです。^{[ 25 ]}

Parallel Ice Sheet Model は、高解像度に対応したオープンソースの 3D 氷床モデルです。^{[ 26 ]} PISM は C++ と Python で記述されており、NetCDFファイルを入力として受け取ります。^{[ 27 ]} PISM は、「SIA+SSA ハイブリッド」モデルを使用しており、浅い棚近似モデルと浅い氷近似モデルの両方を応力バランス モデルとして使用し、完全なストークス方程式を解きません。^{[ 26 ]}このモデルは、外部の一般循環モデルから気候情報を取得し、境界温度、氷への質量フラックス、降水量、気温などの情報を必要とします。^{[ 28 ]}

等間隔の水平グリッドが使用され、垂直軸は可変で、1年単位の時間スケールで動作します。^{[ 29 ] [ 30 ]}