Impact of ocean vertical-mixing parameterization on Arctic sea ice and upper-ocean properties using the NEMO-SI3 model
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. We evaluate the vertical turbulent-kinetic-energy (TKE) mixing scheme of the NEMO-SI3 ocean–sea-ice model in sea-ice-covered regions of the Arctic Ocean. Specifically, we assess the parameters involved in TKE mixed-layer-penetration (MLP) parameterization. This ad hoc parameterization aims to capture processes that impact the ocean surface boundary layer, such as near-inertial oscillations, ocean swells, and waves, which are often not well represented in the default TKE scheme. We evaluate this parameterization for the first time in three regions of the Arctic Ocean: the Makarov, Eurasian, and Canada basins. We demonstrate the strong effect of the scaling parameter that accounts for the presence of sea ice. Our results confirm that TKE MLP must be scaled down below sea ice to avoid unrealistically deep mixed layers. The other parameters evaluated are the percentage of energy penetrating below the mixed layer and the length scale of its decay with depth. All these parameters affect mixed-layer depth and its seasonal cycle, surface temperature, and salinity, as well as underlying stratification. Shallow mixed layers are associated with stronger stratification and fresh surface anomalies, and deeper mixed layers correspond to weaker stratification and salty surface anomalies. Notably, we observe significant impacts on sea-ice thickness across the Arctic Ocean in two scenarios: when the scaling parameter due to sea ice is absent and when the TKE mixed-layer-penetration process vanishes. In the former case, we observe an increase of several meters in mixed-layer depth, along with a reduction in sea-ice thickness ranging from 30 to 40 cm, reflecting the impact of stronger mixing. Conversely, in the latter case, we notice that a shallower mixed layer is accompanied by a moderate increase in sea-ice thickness, ranging from 10 to 20 cm, as expected from weaker mixing. Additionally, interannual variability suggests that experiments incorporating a scaling parameter based on sea-ice concentration display an increased mixed-layer depth during periods of reduced sea ice, which is consistent with observed trends. These findings underscore the influence of enhanced ocean mixing, through specific parameterizations, on the physical properties of the upper ocean and sea ice.
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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 | 0,001 | 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 | 0,001 | 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 |
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 ».