On the Deterioration of a Grounded Iceberg

Abstract

This paper examines the deterioration of an iceberg grounded outside St. John’s Harbour, Newfoundland, Canada, in terms of its initial velocity prior to grounding. Theoretical expressions for the lifting of the iceberg and hence its buoyancy loss during grounding are derived as a function of initial iceberg velocity and ocean-bottom slope. Wave erosion and calving are two of the most significant mechanisms for iceberg deterioration. With wave erosion occurring on the seaward side of the grounded iceberg, model simulations are compared with observational data from a field study conducted on the grounded iceberg between 10 and 17 June 1983. Model–simulated time of re-flotation of the iceberg agrees with observations, for initial iceberg velocity of 0.3–0.5 m/s. Model simulations of the deterioration of the iceberg beyond the point of re-flotation are also compared with observations. Allowing for a 10% error in the observed above-water volume of the iceberg on 10 June, the model-simulated mass losses are in good agreement with observations. Best results are obtained for the model initialized with data observed on 14 June 1983, the first day for which detailed observational data are available following re-flotation of the iceberg.Ce papier examine la détérioration d’un iceberg échoué au voisinage de Port de St John’s, Newfoundland, Canada, en fonction de sa vitesse initiale au moment du contact avec le sol. Des expressions théoriques sur le glissement de l’iceberg et sa perte de flottaison au cours de l’atterrissage sont établis en fonction de sa vitesse initiale et de la pente du fond de l’océan. L’érosion par les vagues et le vêlage sont les deux des mécanismes prépondérants de sa détérioration. Pour l’érosion par les vagues qui s’exerce du côté du large, des modèles de simulations sont comparés avec les données d’observation pour une étude de terrain sur un iceberg échoué entre le 10 et 17 Juin 1983. Un temps simulé de remise à flots concorde avec les observations pour des vitesses d’atterrissage de 0,3 à 0,5 m/s. Des simulations modélisées de la détérioration d’un iceberg non remis à flot sont aussi comparées avec les observations. Avec une marge d’erreur de 10% sur l’estimation du volume non immergé de l’iceberg au 10 Juin le modèle de perte de masse est en bonne concordence avec les observations. On obtient de bien meilleurs résultats avec un modèle débutant sur les données du 14 Juin 1983, lors du premier jour où l’on dispose de données détaillées d’observation à la suite de la remise à flot de l’iceberg.Die Arbeit untersucht den Verfall eines ausserhalb des Hafens von St. John’s, Neufundland, Kanada gestrandeten Eisberges im Vergleich zu dessen ursprünglicher Geschwindigkeit vor dem Aufsitzen. Theoretische Ausdrücke für die Hebung des Eisberges und als Folge davon den Verlust an Auftrieb während des Aufsitzens werden als eine Funktion der ursprünglichen Eisberggeschwindigkeit und der Neigung des Meeresbodens hergeleitet. Die bedeutsamsten Mechanismen für den Eisberg verfall sind die Wellenerosion und das Kalben. Wellenerosion tritt an der Seeseite des gestrandeten Eisbergs auf; die Modellsimulationen hierfür werden mit Beobachtungsdaten aus einer Feldstudie am Eisberg zwischen dem 10. und 17, Juni 1983 verglichen. Die im Modell simulierte Zeit für das Wiederaufschwimmen des Eisbergs stimmt mit den Beobachtungen überein, bei einer ursprünglichen Geschwindigkeit des Eisbergs von 0,3–0,5 m/s. Modellsimulationen des Verfalls des Eisbergs nach dem Wiederaufschwimmen werden ebenfalls mit Beobachtungen verglichen. Räumt man einen Fehler von 10% im Überwasservolumen des Eisbergs am 10. Juni ein, so stehen die modellsimulierten Massenverluste in guter Übereinstimmung mit den Beobachtungen. Die besten Ergebnisse liefert das Modell, das von den Beobachtungsdaten vom 14. Juni 1983 ausgeht, dem ersten Tag, für den ausführliches Beobachtungsmaterial im Gefolge des Wieder-aufschwimmens des Eisberges vorliegen.