論文の概要: Simulation-Based Inference of Surface Accumulation and Basal Melt Rates
of an Antarctic Ice Shelf from Isochronal Layers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.02997v1
- Date: Sun, 3 Dec 2023 12:22:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-07 17:36:26.358449
- Title: Simulation-Based Inference of Surface Accumulation and Basal Melt Rates
of an Antarctic Ice Shelf from Isochronal Layers
- Title（参考訳）: 同位体層からの南極棚氷の表面積と基底融解速度のシミュレーションによる推定
- Authors: Guy Moss, Vjeran Vi\v{s}njevi\'c, Olaf Eisen, Falk M. Oraschewski,
Cornelius Schr\"oder, Jakob H. Macke, Reinhard Drews
- Abstract要約: 南極氷床に突き当たる氷棚は、周囲の海への氷の放出率を決定する。
現代の手法はこれらのレートの1つを解決するが、典型的には両方ではない。
本研究では, 表層堆積と玄武岩の融解速度を, 日時, 年時平均で同時に推定する手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.8407710143707
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The ice shelves buttressing the Antarctic ice sheet determine the rate of
ice-discharge into the surrounding oceans. The geometry of ice shelves, and
hence their buttressing strength, is determined by ice flow as well as by the
local surface accumulation and basal melt rates, governed by atmospheric and
oceanic conditions. Contemporary methods resolve one of these rates, but
typically not both. Moreover, there is little information of how they changed
in time. We present a new method to simultaneously infer the surface
accumulation and basal melt rates averaged over decadal and centennial
timescales. We infer the spatial dependence of these rates along flow line
transects using internal stratigraphy observed by radars, using a kinematic
forward model of internal stratigraphy. We solve the inverse problem using
simulation-based inference (SBI). SBI performs Bayesian inference by training
neural networks on simulations of the forward model to approximate the
posterior distribution, allowing us to also quantify uncertainties over the
inferred parameters. We demonstrate the validity of our method on a synthetic
example, and apply it to Ekstr\"om Ice Shelf, Antarctica, for which newly
acquired radar measurements are available. We obtain posterior distributions of
surface accumulation and basal melt averaging over 42, 84, 146, and 188 years
before 2022. Our results suggest stable atmospheric and oceanographic
conditions over this period in this catchment of Antarctica. Use of observed
internal stratigraphy can separate the effects of surface accumulation and
basal melt, allowing them to be interpreted in a historical context of the last
centuries and beyond.
- Abstract（参考訳）: 南極氷床に突き当たる氷棚は、周囲の海への氷の放出率を決定する。
棚氷の幾何学、それゆえ強引な強度は、氷の流れによって決定され、また、大気と海洋の条件によって制御される局所的な表面積と基底融解率によって決定される。
現代の手法はこれらのレートの1つを解決するが、典型的には両方ではない。
また、時間とともにどのように変化したかという情報はほとんどない。
本研究では, 表層堆積と玄武岩の融解速度を, 日時, 年時平均で同時に推定する手法を提案する。
内部層序のキネマティックフォワードモデルを用いて, レーダーにより観測された内部層序を用いて, 流れ線を横切る速度の空間依存性を推算する。
シミュレーションベース推論(SBI)を用いて逆問題を解く。
sbiは、前方モデルのシミュレーションでニューラルネットワークを訓練して後方分布を近似することでベイズ推定を行い、推定されたパラメータに対する不確かさを定量化する。
本手法の有効性を合成例に示すとともに,新たに取得したレーダ測定が可能な南極のEkstr\"om Ice Shelfに適用する。
我々は2022年以前に42,84,146,188以上の表面積と基底融解の後方分布を得た。
その結果,南極大陸におけるこの期間の大気と海洋の安定な状況が示唆された。
観察された内部層序の使用は、表面の堆積と基底融解の影響を分離することができ、過去数世紀以降の歴史的な文脈で解釈することができる。
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