Atmospheric Circulation and Its Effect on Arctic Sea Ice in CCSM3 Simulations at Medium and High Resolution*
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The simulation of Arctic sea ice and surface winds changes significantly when Community Climate System Model version 3 (CCSM3) resolution is increased from T42 (∼2.8°) to T85 (∼1.4°). At T42 resolution, Arctic sea ice is too thick off the Siberian coast and too thin along the Canadian coast. Both of these biases are reduced at T85 resolution. The most prominent surface wind difference is the erroneous North Polar summer anticyclone, present at T42 but absent at T85. An offline sea ice model is used to study the effect of the surface winds on sea ice thickness. In this model, the surface wind stress is prescribed alternately from reanalysis and the T42 and T85 simulations. In the offline model, CCSM3 surface wind biases have a dramatic effect on sea ice distribution: with reanalysis surface winds annual-mean ice thickness is greatest along the Canadian coast, but with CCSM3 winds thickness is greater on the Siberian side. A significant difference between the two CCSM3-forced offline simulations is the thickness of the ice along the Canadian archipelago, where the T85 winds produce thicker ice than their T42 counterparts. Seasonal forcing experiments, with CCSM3 winds during spring and summer and reanalysis winds in fall and winter, relate the Canadian thickness difference to spring and summer surface wind differences. These experiments also show that the ice buildup on the Siberian coast at both resolutions is related to the fall and winter surface winds. The Arctic atmospheric circulation is examined further through comparisons of the winter sea level pressure (SLP) and eddy geopotential height. At both resolutions the simulated Beaufort high is quite weak, weaker at higher resolution. Eddy heights show that the wintertime Beaufort high in reanalysis has a barotropic vertical structure. In contrast, high CCSM3 SLP in Arctic winter is found in association with cold lower-tropospheric temperatures and a baroclinic vertical structure. In reanalysis, the summertime Arctic surface circulation is dominated by a polar cyclone, which is accompanied by surface inflow and a deep Ferrel cell north of the traditional polar cell. The Arctic Ferrel cell is accompanied by a northward flux of zonal momentum and a polar lobe of the zonal-mean jet. These features do not appear in the CCSM3 simulations at either resolution.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».