A new sea ice state dependent parameterization for the free drift of sea ice
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Free drift estimates of sea ice motion are necessary to produce a seamless observational record combining buoy and satellite-derived sea ice motion vectors. We develop a new parameterization for the free drift of sea ice based on wind forcing, wind turning angle, sea ice state variables (concentration and thickness) and ocean current (as a residual). Building on the fact that the spatially varying standard wind-ice transfer coefficient (considering only surface wind stress) has a structure as the spatial distribution of sea ice thickness, we introduce a wind-ice transfer coefficient that scales linearly with thickness. Results show a mean error of −0.5 cm/s (low-speed bias) and a root-mean-square error of 5.1 cm/s, considering daily buoy drift data as truth. This represents a 31 % reduction of the error on drift speed compared to the free drift estimates used in the Polar Pathfinder dataset. The thickness-dependent wind transfer coefficient provides an improved seasonality and long-term trend of the sea ice drift speed, with a minimum (maximum) drift speed in May (October), compared to July (January) for the constant wind transfer coefficient parameterizations which simply follow the peak in mean surface wind stresses. The trend in sea ice drift in this new model is +0.45 cm/s decade−1 compared with +0.39 cm/s decade−1 from the buoy observations, whereas there is essentially no trend in the standard free drift parameterization (−0.01 cm/s decade−1) or the Polar Pathfinder free drifts (−0.03 cm/s decade−1). The wind turning angle that minimize the cost function is equal of 25°, with a mean and root-mean square error of +2.6° and 51° on the direction of the drift, respectively. The residual from the minimization procedure (i.e. the ocean currents) resolves key large scale features such as the Beaufort Gyre and Transpolar Drift Stream, and is in good agreement with ocean state estimates from the ECCO, GLORYS and PIOMAS ice-ocean reanalyses, and geostrophic currents from dynamical ocean topography, with a root-mean-square difference of 2.4, 2.9, 2.6 and 3.8 cm/s, respectively. Finally, a repeat of the analysis on a two sub-section of the time series (pre- and post-2000) clearly shows the acceleration of the Beaufort Gyre (particularly along the Alaskan coastline) and an expansion of the gyre in the post-2000 concurrent with a thinning of the sea ice cover and observations acceleration of the ice drift speed and ocean current. This new dataset is publicly available for complementing merged observations-based sea ice drift datasets that includes satellite and buoy drift records.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».