Parametrization of thin ice in a coupled ice‐ocean model: Application to the seasonal ice cover in the sea of okhotsk

Abstract

The Okhotsk Sea is partially covered with sea ice from November to May, and is an indicator of climate variability. A coupled ice‐ocean model has been implemented to simulate the sea‐ice cover and also to explore individual processes considered important to the ice cover. A new category was added to the original two‐category ice model: this category is very thin ice, which would otherwise be a mixture of open water and thick ice. The thin ice can be crucial to ice growth and decay by reducing atmospheric cooling during the ice formation season and by reflecting solar radiation during the melting season. This ice category is assumed to merge with the thick ice category, as it is compressed as a consequence of the internal ice pressure. The model simulation for an individual ice season (seven months) has shown that the effects of reducing atmospheric cooling and reflecting solar radiation almost cancel each other, producing minor differences in the total ice volume, at least in the simulated cases. However, the increases in ice concentration are better simulated in the new version, and are in agreement with satellite remote sensing data, particularly in the northern region where there is ice divergence. The model is able to reproduce year‐to‐year variability in the ice‐covered area in the Okhotsk Sea.

Résumé

[traduit par la rédaction] Lamer d'Okhotsk est partiellement prise par les glaces de novembre à mai et constitue un indicateur de la variabilité du climat. Un modèle couplé glace‐océan a été mis au point en vue de simuler la couverture des glaces de mer et d'examiner les divers processus qui sont considérés comme importants pour cette couverture. On a ajouté une nouvelle catégorie aux deux catégories originales du modèle de glace; il s'agit de la glace très mince, qui autrement serait classée comme mélange d'eau libre et de glace épaisse. La glace mince peut jouer un rôle crucial dans la formation et la décroissance de la glace, car elle réduit le refroidissement atmosphérique pendant la saison de formation de la glace et réfléchit le rayonnement solaire pendant la saison de fonte. Cette catégorie de glace se confondrait à la catégorie de glace épaisse à mesure que la pression interne de la glace entraîne sa compression. La simulation par le modèle d'une saison de glace (sept mois) montre que les effets de la réduction du refroidissement atmosphérique et du réfléchissement du rayonnement solaire s'annulent presque, les différences dans le volume total de glace étant mineures, au moins dans les cas simulés. Toutefois, la nouvelle version du modèle simule mieux l'accroissement du taux de concentration de la glace, lequel concorde avec les données de télédétection, notamment dans la région septentrionale où il y a divergence de la glace. Le modèle peut reproduire la variabilité interannuelle dans la zone prise par les glaces de la mer d'Okhotsk.

Notes

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