Ice-sheet model
জলবায়ু মডেলেঙে, আইস-শীট মডেলগুলি শেষ হিমযুগের সময় গ্রীনল্যান্ডের বরফের চাদর, অ্যান্টার্কটিক বরফের চাদর বা উত্তর গোলার্ধের বড় বরফের চাদরের মতো বরফের চাদরের বিবর্তন, গতিশীলতা এবং তাপগতিবিদ্যার অনুকরণ করতে সংখ্যাসূচক পদ্ধতি ব্যবহার করে। এগুলি অতীতে হিমবাহ-আন্তঃ হিমবাহ চক্রের উপর পৃথিবীর হিমবাহের অধ্যয়ন থেকে শুরু করে ভবিষ্যতের বিশ্ব উষ্ণায়নের পরিস্থিতিতে বরফের চাদর ক্ষয়ের অনুমান পর্যন্ত বিভিন্ন উদ্দেশ্যে ব্যবহৃত হয়। ইতিহাস 18 শতকের মাঝামাঝি থেকে, বরফের চাদরের আচরণ নিয়ে তদন্ত শুরু হয়। জার্নাল অফ গ্লেসিওলজি প্রতিষ্ঠার পর থেকে পদার্থবিজ্ঞানীরা হিমবাহ বলবিজ্ঞান প্রকাশ করে আসছেন। প্রথম 3-ডি মডেলটি বার্নস আইস ক্যাপ-এ প্রয়োগ করা হয়েছিল। 1988 সালে, বরফ-শেলফ, শীট/শেলফ ট্রানজিশন, মেমব্রেন স্ট্রেস গ্রেডিয়েন্ট, আইসোট্যাটিক বেড অ্যাডজাস্টমেন্ট এবং বেসাল স্লাইডিং সমন্বিত প্রথম তাপগতিবিদ্যার যুগ্ম মডেলটি আরও উন্নত সংখ্যাসূচক কৌশল ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছিল এবং অ্যান্টার্কটিক বরফের শীটে প্রয়োগ করা হয়েছিল। এই মডেলটির রেজোলিউশন ছিল 40 কিলোমিটার এবং 10টি উল্লম্ব স্তর। 1990 সালে যখন আইপিসিসি-র প্রথম মূল্যায়ন প্রতিবেদন প্রকাশিত হয়, তখন বরফের চাদর জলবায়ু ব্যবস্থার মডেলের সক্রিয় অংশ ছিল না, তাদের বিবর্তন বিশ্ব তাপমাত্রা এবং পৃষ্ঠের ভর ভারসাম্যের মধ্যে পারস্পরিক সম্পর্কের উপর ভিত্তি করে ছিল। 1996 সালে যখন দ্বিতীয় আইপিসিসি মূল্যায়ন প্রতিবেদন প্রকাশিত হয়, তখন 2ডি এবং 3ডি মডেলিং উভয়েরই সূচনা বরফের চাদর দিয়ে দেখানো হয়। 1990-এর দশকে ইউরোপীয় আইস শিট মডেলিং ইনিশিয়েটিভ (ইআইএসএমআইএনটি) নিয়ে এসে আরও বেশ কয়েকটি গণনামূলক মডেলের সূচনা হয়। গ্রিনল্যান্ড, অ্যান্টার্কটিক, আইস-শেল্ফ, থার্মোমেকানিকাল এবং গ্রাউন্ডিং-লাইনের বেশিরভাগ মডেলের তুলনা করে 1990-এর দশক জুড়ে ইআইএসএমআইএনটি একটি আন্তর্জাতিক সহযোগিতার বেশ কয়েকটি কর্মশালা তৈরি করেছে। 2000-এর দশকে পূর্ণ স্টোকস ডায়নামিক্সের প্রথম-ক্রমের অনুমানকে একটি আইস-শীট মডেলে সংহত করা অন্তর্ভুক্ত ছিল। আইপিসিসি-র চতুর্থ মূল্যায়ন প্রতিবেদনে বরফের মধ্যে দ্রুত গতিশীল প্রতিক্রিয়ার অনুমান সহ বরফ-পত্রের মডেলগুলি দেখানো হয়েছে, যার ফলে উল্লেখযোগ্য বরফের ক্ষতির প্রমাণ পাওয়া গেছে। 2016 সালে, কাপল্ড মডেল ইন্টারকম্পারিসন প্রজেক্ট ফেজ 6 (সিএমআইপি ফেজ 6)-এর অংশ ছিল আইস শীট মডেল ইন্টারকম্পারিসন প্রজেক্ট, যা আইস শীট মডেলিং সম্পর্কিত সমস্ত ভেরিয়েবলের জন্য একটি প্রোটোকল সংজ্ঞায়িত করে। এই প্রকল্পটি বরফের পাতায় সংখ্যাসূচক এবং শারীরিক উভয় পদ্ধতির উন্নতির অনুমতি দেয়। বরফ-প্রবাহ অগভীর বরফের আনুমানিক মডেলিং অগভীর বরফের আনুমানিক মডেলিং (এস. আই. এ) হল পূর্ণ-স্টোক সমীকরণ সমাধান না করে বরফের প্রবাহের মডেল তৈরি করার একটি সহজ পদ্ধতি। অনেক স্লাইডিং গতিবিদ্যা এবং একটি সাধারণ বিছানা ভূসংস্থান ছাড়াই একটি ছোট গভীরতা-থেকে-প্রস্থ অনুপাত সহ বরফের শীটে অনুমানটি সর্বোত্তমভাবে প্রয়োগ করা হয়। এস. আই. এ বরফের পাতায় অনেক বলকে অন্তর্ভুক্ত করে না এবং এটিকে 'শূন্য-ক্রম' মডেল হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। মডেলটি ধরে নেয় যে বরফের চাদরগুলি বেশিরভাগ বেসাল নিউর স্ট্রেস দ্বারা বিভক্ত হয় এবং অন্যান্য শক্তিগুলি বিবেচনা করার প্রয়োজন হয় না। এটি আরও ধরে নেয় যে বেসাল শিয়ার স্ট্রেস এবং গ্রাউন্ডেড বরফের মহাকর্ষীয় ড্রাইভিং স্ট্রেস একে অপরের ভারসাম্য বজায় রাখে। পদ্ধতিটি গণনামূলকভাবে সস্তা। অগভীর তাক আনুমানিক বরফের প্রবাহের মডেল তৈরি করার আরেকটি পদ্ধতি হল অগভীর তাক আনুমানিক, বিশেষ করে ভাসমান বরফের একটি ঝিল্লি-ধরনের প্রবাহ, বা একটি ভিত্তির উপর স্থলভাগ করা বরফের স্লাইডিং। ঝিল্লি মডেল হিসাবেও পরিচিত, এগুলি তরল গতিশীলতায় মুক্ত-ফিল্ম মডেলের অনুরূপ। অগভীর বরফের আনুমানিকতার বিপরীতে, অগভীর তাক আনুমানিক বরফ প্রবাহের মডেল তৈরি করে যখন অনুদৈর্ঘ্য বল শক্তিশালী হয়; স্লাইডিং এবং উল্লম্ব বল। এসএসএ-কে 'জিরো-অর্ডার' মডেল হিসাবেও বিবেচনা করা যেতে পারে। ফুল স্টোকস সমীকরণ নেভিয়ার-স্টোকস সমীকরণ ব্যবহার করে বরফের মডেল তৈরি করা সুবিধাজনক বলে মনে করা হয় কারণ বরফ একটি সান্দ্র তরল এবং এগুলি বরফের উপর প্রয়োগ করা সমস্ত শক্তিকে ধারণ করে। যেহেতু এই সমীকরণগুলি গণনামূলকভাবে ব্যয়বহুল, তাই চলমান সময় কমাতে অনেকগুলি আনুমানিক অন্তর্ভুক্ত করা গুরুত্বপূর্ণ। তাদের গণনামূলক ব্যয়ের কারণে, এগুলি সহজেই বড় আকারে ব্যবহার করা যায় না এবং নির্দিষ্ট বিভাগ বা পরিস্থিতিতে যেমন গ্রাউন্ডিং লাইনে ব্যবহার করা যেতে পারে। অন্যান্য জলবায়ু উপাদানের সাথে মিথস্ক্রিয়া বরফের চাদর পার্শ্ববর্তী বায়ুমণ্ডল, মহাসাগর এবং উপ-হিমবাহ পৃথিবীর সাথে মিথস্ক্রিয়া করে। এই সমস্ত ইন্টারেক্টিভ উপাদানগুলি একটি বিস্তৃত আইস-শীট মডেল রাখতে সক্ষম হওয়ার জন্য অন্তর্ভুক্ত করা প্রয়োজন। মূল অবস্থা বরফের পাতার আচরণ নির্ধারণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। বেসাল তাপীয় অবস্থা (যদি বরফ গলে যায় বা হিমায়িত হয়) এবং বেসাল ভূসংস্থানের মানচিত্র তৈরি করা কঠিন। সর্বাধিক পছন্দের পদ্ধতি হল গণ সংরক্ষণের সীমাবদ্ধতা প্রয়োগ করা। দীর্ঘমেয়াদী অনুমানের জন্য, ভূসংস্থানকে মহাদেশীয় তাক বা ফজোর্ডে প্রজেক্ট করা গুরুত্বপূর্ণ, এবং যখন উপ-হিমবাহ ভূসংস্থান সুপরিচিত না হয় তখন এটি কঠিন হতে পারে। গ্রীষ্মকালীন ইনসোলেশন তাপমাত্রার প্রতিক্রিয়াগুলিকে চালিত করে যা বরফের পাতার গলনের হার এবং ভর ভারসাম্যের উপর প্রভাব ফেলে। উদাহরণস্বরূপ, গ্রীষ্মের ইনসোলেশনের উপর বরফের আয়তনের নির্ভরশীলতাকে এইভাবে উপস্থাপন করা যেতে পারে, যেখানে I হল বরফের আয়তন, প্রতি একক সময়ে বরফের আয়তনের পরিবর্তনের হার, T হল বরফের পাতার প্রতিক্রিয়া সময় এবং S হল ইনসোলেশন সংকেত। একটি মডেলে বায়ুর তাপমাত্রা প্রয়োজন কারণ এটি পৃষ্ঠের গলন এবং প্রবাহের হার সম্পর্কে অবহিত করে। উদাহরণস্বরূপ, বার্ষিক গড় তাপমাত্রার একটি অনুমান প্রদান করার জন্য পৃষ্ঠের বায়ুর তাপমাত্রা অক্ষাংশ 'অক্ষাংশ', পৃষ্ঠের উচ্চতা এইচ এবং গড় তাপমাত্রা দিয়ে প্রকাশ করা যেতে পারেঃ এই উদাহরণটি ধরে নেয় যে বরফের তাকের পৃষ্ঠটি 1000 মিটার উচ্চতার মতোই শীতল। বৃষ্টিপাত সরাসরি বাতাসের তাপমাত্রার সঙ্গে যুক্ত এবং বরফের পাতার উপরে ও চারপাশের আর্দ্রতার উপরও নির্ভর করে। বরফ গলানো এবং জমা হওয়ার ক্ষেত্রে বৃষ্টিপাত একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। আইস-শীট মডেলিং-এ ক্যালভিং ক্যালভিং এখনও তদন্তের একটি সক্রিয় ক্ষেত্র। বাছুরের মোট চিত্রের মধ্যে অনেকগুলি বিভিন্ন দিক অন্তর্ভুক্ত থাকবে, যার মধ্যে জোয়ার-ভাটা, বেসাল ফাটল, বরফের সাথে সংঘর্ষ, পুরুত্ব এবং তাপমাত্রা অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। মেরিন আইস শিট অস্থিতিশীলতা এবং মেরিন আইস ক্লিফ অস্থিতিশীলতার ধারণার সাম্প্রতিক বিকাশ আইস-শিট ক্যালভিং প্রক্রিয়াগুলির আরও সঠিক ফলাফলে অবদান রেখেছে। উদাহরণস্বরূপ সি. আই. এস. এম কমিউনিটি আইস শিট মডেল জাতীয় বিজ্ঞান ফাউন্ডেশন দ্বারা অর্থায়িত কমিউনিটি আর্থ সিস্টেম মডেলের অংশ এবং বরফের গতিবিদ্যার মডেল। এটি ফোরট্রান 90-এ লেখা এবং এটি ওপেন সোর্স। মার্কিন জ্বালানি বিভাগ সি. আই. এস. এম-এ অবদান রাখতে শুরু করেছে। সি. আই. এস. এম প্রকল্পটি বরফের পাতার উপর জ্ঞান প্রসারিত করতে এবং বরফের পাতার মডেলিংয়ে একটি বৃহত্তর সম্প্রদায়কে যুক্ত করার জন্য একটি পাঠ্যক্রমের বিকাশে অন্যান্য সংলগ্ন প্রকল্পগুলিতে কাজ করে। সমান্তরাল আইস শিট মডেল (পি. এস. আই. এম) এবং গ্লিমার সহ অনেক আইস-শিট মডেলিং সফ্টওয়্যার সি. আই. এস. এম-কে প্রভাবিত করেছে। সীআরআইএসই সি-লেভেল রেসপন্স টু আইস শিট ইভোলিউশন (সিআরআইএসই) হল সি. আই. এস. এম-এর একটি উপ-সম্প্রদায় যা বরফের চাদর থেকে সমুদ্রপৃষ্ঠের উত্থানের উপরের সীমা অনুমান করার জন্য প্রস্তুত। এই প্রকল্পটি বরফের চাদর এবং সমুদ্রপৃষ্ঠের উত্থানের মডেলিংয়ের জন্য পরীক্ষা-নিরীক্ষা এবং মূল্যায়নের একটি সেট তৈরি করার পাশাপাশি বরফের পাতার মডেলগুলির জন্য একটি একীভূত ইনপুট ডেটাসেট তৈরি করার পরিকল্পনা করেছে। গ্লিমার গ্লিমার (বহু-সক্ষম অঞ্চলগুলির সাথে জি. ই. এন. আই. ই ল্যান্ড আইস মডেল) একটি বরফ-শীট মডেল যা প্রাথমিকভাবে আরও বিস্তৃত আর্থ সিস্টেম মডেল, জি. ই. এন. আই. ই-তে অবদান রাখার জন্য তৈরি করা হয়েছিল। পি. আই. এস. এম সমান্তরাল আইস শিট মডেল একটি ওপেন সোর্স 3ডি আইস শিট মডেল যা উচ্চ রেজোলিউশনে সক্ষম। পি. আই. এস. এম সি + + এবং পাইথনে লেখা হয় এবং মডেলের জন্য ইনপুট হিসাবে নেট. সি. ডি. এফ ফাইল গ্রহণ করে। পি. আই. এস. এম একটি "এস. আই. এ + এস. এস. এ হাইব্রিড" মডেল ব্যবহার করে, অগভীর তাকের আনুমানিক এবং অগভীর বরফের আনুমানিক মডেল উভয়কেই স্ট্রেস ব্যালেন্স মডেল হিসাবে ব্যবহার করে এবং সম্পূর্ণ স্টোকস সমীকরণের সমাধান করে না। মডেলটি একটি বাহ্যিক সাধারণ সঞ্চালন মডেল থেকে জলবায়ু সংক্রান্ত তথ্য পায় এবং এর জন্য সীমানা তাপমাত্রা, বরফের মধ্যে ভর প্রবাহ, বৃষ্টিপাত এবং বায়ুর তাপমাত্রার মতো তথ্য প্রয়োজন। সমান দূরত্বের একটি অনুভূমিক গ্রিড ব্যবহার করা হয়, একটি পরিবর্তনশীল উল্লম্ব অক্ষ সহ, এবং একটি বছরের সময়সীমার উপর চলে। কমিউনিটি আর্থ সিস্টেম মডেল (সিইএসএম)-এর স্থল-বরফের উপাদান হিসাবে উন্নয়নের অধীনে থাকা সিআইএসএম-কমিউনিটি আইস শীট মডেল ওয়েবে বায়োস্ফিয়ার মডেল আইস-শীট ডায়নামিক্স সি লেভেল রাইজ আইস-শীট মডেলগুলি দেখুন। এলমার/আইস, পূর্ণ চাপযুক্ত বরফের গতিবিদ্যা বিশ্লেষণের জন্য বিশেষ মডিউল সহ একটি বহু-পদার্থগত সীমাবদ্ধ উপাদান কোড আইএসএসএম-আইস শীট সিস্টেম মডেল, বরফের শীট সিস্টেম মডেলিং (থার্মোমেকানিকাল কাপলিং, ডেটা অ্যাসিমিলেশন, সংবেদনশীলতা বিশ্লেষণ)-এর জন্য নিবেদিত একটি বহু-উদ্দেশ্যমূলক ব্যাপকভাবে সমান্তরাল সীমাবদ্ধ উপাদান কাঠামো পিআইএসএম-সমান্তরাল আইস শীট মডেল, যার মধ্যে বরফের তাক এবং বরফের প্রবাহ রয়েছে। সিকোপোলিস-পলিথার্মাল আইস শিটের জন্য সিমুলেশন কোড, একটি 3ডি আইস-শীট মডেল যা পলিথার্মাল অবস্থার জন্য দায়ী (বরফের শীটের বিভিন্ন অংশে গলনাঙ্কের নীচে এবং নীচে বরফের সহাবস্থান)। রেফারেন্স হিমবাহবিদ্যা বরফের চাদর জলবায়ু মডেলিং