Sur la représentation de la glace de rive arctique dans le modèle NEMO3.6-LIM3

Details

Supervisors

Fichefet, Thierry

Faculty

Faculté des sciences

Degree label

Master [120] en sciences physiques, à finalité approfondie

Abstract

Il est reconnu que la glace de rive, c’est-à-dire la banquise côtière qui est contrainte à ne pas dériver, a un impact important sur le climat en Arctique, ceci en modulant les flux de salinité, les courants marins causés par le vent ou encore la position des polynies. Le modèle global couplé glace de mer - océan NEMO3.6-LIM3 a été amélioré grâce à l'ajout la représentation de deux processus majeurs intervenant dans la formation de la glace de rive : le frottement basal des quilles de la glace de mer sur le plancher océanique, permettant leur ancrage, et la présence d'une résistance isotrope à la traction au sein de la glace. En outre, la résistance de la glace aux cisaillements a été augmentée. Ce mémoire a pour finalité d'évaluer l'impact de ces modifications sur les caractéristiques de la glace de mer arctique simulée par le modèle NEMO3.6-LIM3. Dans un premier temps, nous avons validé la nouvelle version du modèle grâce à un ensemble de données observationnelles et de réanalyses qui nous ont permit de conclure que le modèle est suffisamment proche de la réalité pour pouvoir être utilisé à des fin de recherche. Nous avons ensuite comparé les résultats à ceux de simulations réalisées dans des conditions identiques dans lesquelles les deux paramétrisations ont été désactivées séparément et ensemble. Ces comparaisons nous ont permis de quantifier l'importance de ces processus pour la glace de mer arctique. Nous en avons déduit que l'augmentation des la résistance de la glace aux cisaillements permet de diminuer la vitesse de dérive de la banquise, que la formation de glace de rive est associée à la formation de polynies en mer de Sibérie Orientale et en mer de Laptev et que la modification de la rhéologie associée à l'introduction de l'ancrage présente un comportement non-linéaire pour la formation de la glace de rive grâce à un processus d'amorce causé par les quilles de glaces ancrées au plancher océanique. It is known that landfast ice, i.e. sea ice constrained to not drift, has an important impact on the Arctic climate, be it by modulating sea salt fluxes, wind-driven oceanic currents, and the localization of polynyas. The global coupled ocean - sea ice model NEMO3.6-LIM3 has been improved by adding two major processes that govern into the landfast ice formation: the basal drag of sea ice keels over the sea bottom, letting them anchor themselves, and the resistance to isotropic tensile strength. Furthermore, sea ice resistance to shear stress has been increased. This master thesis goal is to assess the impacts of those modifications on the characteristics of the Arctic sea ice as simulated by the NEMO3.6-LIM3 model. Firstly, we have validated the new version of the model using an array of data made from observations and reanalysis. It allowed us to state that the model is close enough to reality to be used for research purposes. Secondly, we have compared the results of the new model to those of simulations made in the same conditions in which we have deactivated the two new parameterizations one at a time, and together. Those comparisons allowed us to estimate the importance of the studied processes for the Arctic sea ice. We deduced that the increase of shear stress resistance leads to slower sea ice drift, that landfast ice formation leads to polynyas formation in the East Siberian Sea and the Laptev Sea, and that the combination of the modified rheology and the anchoring scheme leads to a nonlinear formation of landfast ice caused by an anchored ice keel-triggered process.