Using Icepack to reproduce ice mass balance buoy observations in landfast ice: improvements from the mushy-layer thermodynamics
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Icepack (v1.1.0) – the column thermodynamics model of the Community Ice CodE (CICE) version 6 – is used to assess how changing the thermodynamics from the Bitz and Lipscomb (1999) physics (hereafter BL99) to the mushy-layer physics impacts the model performance in reproducing in situ landfast ice observations from two ice mass balance (IMB) buoys co-deployed in the landfast ice close to Nain (Labrador) in February 2017. To this end, a new automated surface retrieval algorithm is used to determine the in situ ice thickness, snow depth, basal ice congelation and snow-ice formation from the measured vertical temperature profiles. Icepack simulations are run to reproduce these observations using each thermodynamics scheme, with a particular interest in how the different physics influence the representation of snow-ice formation and ice congelation. Results show that the BL99 parameterization represents well the ice congelation but underrepresents the snow-ice contribution to the ice mass balance. In particular, defining snow-ice formation based on the hydrostatic balance alone does not reproduce the negative freeboards observed for several days in the IMB observations, resulting in an earlier snow-flooding onset, a positive ice thickness bias and reduced snow depth variations. We find that the mushy-layer thermodynamics with default parameters significantly degrades the model performance, overestimating both the congelation growth and snow-ice formation. The simulated thermodynamics response to flooding, however, better represents the observations, and the best results are obtained when allowing for negative freeboards in the mushy-layer physics. We find that the mushy-layer thermodynamics produces a larger variability in congelation rates at the ice bottom interface, alternating between periods of exceedingly fast growth and periods of unrealistic basal melt. This pattern is related to persistent brine dilution in the lowest ice layer by the congelation and brine drainage parameterizations. We also show that the mushy-layer congelation parameterization produces significant frazil formation, which is not expected in a landfast ice context. This behavior is attributed to the congelation parameterization not fully accounting for the conductive heat flux imbalance at the ice–ocean boundary. We propose a modification of the mushy-layer congelation scheme that largely reduces the frazil formation and allows for better tuning of the congelation rates to match the observations. Our results demonstrate that the mushy-layer physics and its parameters can be tuned to closely match the in situ observations, although more observations are needed to better constrain them.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
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 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 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 ».