An examination of several ice control mechanisms in a coupled ice‐ocean numerical model of the arctic

Abstract

A fully prognostic, coupled ice‐ocean numerical model is used to examine the relative importance of several ice‐cover forcing mechanisms in large‐scale interannual simulations of Arctic ice cover. Validation of the simulations is conducted through statistical and qualitative comparisons between simulated and observed fields of ice concentration and thickness. A reduction of the ice strength permitted greater compaction and more realistic ice thicknesses. In contrast to less elaborate models, this model is insensitive to frozen‐surface albedo changes. The vertical ocean flux appears to be the dominant term controlling the position and extent of the simulated marginal ice zone. Within the pack, it is the dynamic forcing, particularly from the wind, which controls the thickness distribution. A strong feedback mechanism is proposed to explain the excessive summer ice‐melt in the Chuckchi, east Siberian and Laptev seas. The interaction between various ice control mechanisms is shown to be important, with considerable differences between regions.

Résumé

On utilise un modèle numérique à prévision complète couplé glace‐océan pour examiner l'importance relative de plusieurs mécanismes de forçage de la couverture glacielle dans des simulations interannuelles à grande échelle de la couverture glacielle arctique. On vérifie les simulations à l'aide de comparaisons statistiques et qualitatives entre les champs de concentration et d'épaisseur de glace observés et simulés. Une réduction de la force de la glace permet une plus grande compression et une épaisseur plus réaliste. Contrairement aux modèles moins compliqués, ce modèle est indifférent aux changements de l'albédo des surfaces glacées. Le flux de chaleur vertical océanique semble être le terme dominant qui contrôle la position et l'étendue de la zone de glace marginale simulée. Dans la banquise, c'est le forçage dynamique, particulièrement du vent, qui contrôle la distribution de l'épaisseur. On pense qu'un fort mécanisme de rétroaction pourrait expliquer la fonte estivale excessive dans les mers de Chuckchi, de Sibérie de l'est et de Laptev. L'interaction entre les divers mécanismes de contrôle des glaces est importante et il y a de grandes différences entre les régions.