Le champ de calving
(fonte des glaciers de l'Antarctique et de l'Inuit Nunat)
Le calving atmospherique tel qu'il est calcule par Arpege n'est en fait
que le cumul des precipitations solides tombees sur les maille sol d'Arpege.
Cette eau n'est en principe recueillie dans aucun reservoir (elle n'est
donc pas reversee dans l'ocean via le runoff) et s'accumule donc dans les
glaciers, de sorte que sa masse vient a disparaitre du bilan hydrique total.
Un fichier de poids oasis specifique a ce champ est utilise pour passer
du champ COCALVIN (precipitations neigeuses sur tous les points du modele
Arpege) au champ SOCALVIN. Seuls certains points de la grille oceanique
sont choisis pour recuillir ce calving: les points a la cote les plus au
Nord, pour les glaciers de la cote antarctique, et les points cotiers les
plus au Sud, pour la cote du Groenland (Inuit Nunat).
Voila le resultat d'une interpolation off-line d'un champ COCALVIN uniforme
de 1 mm/jour sur chaque point de grille Arpege. Le resultat est donne sur
la grille oceanique, pour le groenland
et pour l'antarctique.
Comme les autres champs, le calving est lu dans ORCA dans la routine
flx.coupled.clio.h et mis dans la variable sciobc(ji,jj,13).
Dans la routine icelln.coupled.h, le champ est passe au modele de glace
via la variable zciobc(ji,jj,13) (1/3 de la valeur totale de calving deverse
par Arpege en un jour, puisque le modele de glace est appele 3 fois dans
la journee).
Dans ocetoice.coupled.h, la variable du modele de glace "calving" est
initialisee avec zciobc(ji,jj,13) .
C'est dans thersf.Fom que ce calving va etre utilise, d'une part pour
ajouter la chaleur latente de fonte de cette glace a la chaleur latente
de fonte de la glace de mer, et d'autre part pour repartir la masse d'eau
fondue sur plusieurs points au large du point de deversement initial.
Calcul de la chaleur latente:
On suppose que tout le calving sera fondu et deverse dans la partie
eau de la maille. On doit donc calculer ici un nouveau flux de calving
assurant la conservation de la masse d'eau associe au calving lorsque le
flux de calving sera multiplie par la surface eau de la maille. Ce nouveau
flux de calving est alors utilise pour determiner la chaleur latente extraite
des leads pour faire fondre ce calving.
Calcul du nouveau champ de calving:
On simule la fonte des icebergs sur une plus large aire que celle couverte
par les points de grille "embouchures" choisis dans le fichier de poids
mozaic d'Oasis.
Pour cela, on se sert de l'algorithme suivant:
c 1: Antarctique
DO i=118,134
! Boucle sur les i de la cote sud groenlandaise
DO j=116,140
! Boucle a partir d'une latitude sud donnee
if (ABS(zcalving
(i,j)) .gt. zeps0 ) then
! Si le calving est non nul en ce point
zspsc = zcalving(i,j) * aire(i,j)
! initialiser le cumul de calving avec cette valeur
jfonte=j
! initialiser l'indice a partir duquel va se faire la nlle repartition
zcalv(i,j) = zcalv(i,j) +
! calcul du nouveau calving proportionnel au pourcentage
$
tms(i,j,ks2)*zcalving(i,j) * albq(i,j) !
de leads (seulement sur les points non masques)
zspsc = zspsc -
! soustraction au total du cumul de la valeur affectee en i,j
$
tms(i,j,ks2)*zcalving(i,j) * albq(i,j)
$
* aire(i,j)
do while ( ABS(zspsc) .gt. zeps0 )
! tant que le cumul n'est pas nul
jfonte=jfonte-1
! descendre sur la grille d'un indice vers le Sud
zcalv(i,jfonte) = zcalv(i,jfonte) +
! calcul du calving sur le point de grille suivant
$
tms(i,jfonte,ks2)* zspsc * albq(i,jfonte)
$
/ aire (i,j)
zspsc = zspsc -
! nouvelle soustraction au total du cumul
$
tms(i,jfonte,ks2)* zspsc * albq(i,jfonte)
enddo
endif
ENDDO
ENDDO
c 2: Antarctique
c i = 1 a 182
DO i=1,182
! Boucle sur les i de la cote nord antarctique
DO j=1,26
! Boucle a partir du pole sud
if (ABS(zcalving
(i,j)) .gt. zeps0 ) then
zspsc = zcalving(i,j)
jfonte=j
zcalv(i,j) = zcalv(i,j) +
$
tms(i,j,ks2)*zcalving(i,j) * albq(i,j)
zspsc = zspsc -
$
tms(i,j,ks2)*zcalving(i,j) * albq(i,j)
$
* aire(i,j)
do while ( ABS(zspsc) .gt. zeps0 )
jfonte=jfonte+1
! remonter sur la grille d'un indice vers le Nord
zcalv(i,jfonte) = zcalv(i,jfonte) +
$
tms(i,jfonte,ks2)* zspsc * albq(i,jfonte)
$
/ aire(i,j)
zspsc = zspsc -
$
tms(i,jfonte,ks2)* zspsc * albq(i,jfonte)
enddo
endif
ENDDO
ENDDO
La nouvelle valeur ainsi calculee est utilisee pour le calcul de la
chaleur latente produite par ce calving.
La variable "zcalving" est cumulee (et son signe inverse) dans
"phisc". "phisc est a son tour convertie dans icetooce.f pour etre envoyee
au modele d'ocean dans la variable sbcocn(i,j,11).
Dans icelln.coupled.h, sbcocn(i,j,11) est soustrait a emp pour etablir
le nouveau flux d'eau net.
Voici les champs tel qu'il arrivent dans le modele orca apres interpolation
oasis (groenland
- antarctique)
On s'assure que la somme des calvings (ponderes par l'aire des mailles
concernees) est la meme avant et apres la re-repartition sus-decrite.
Voila la forme que prend un champ de calving uniforme avant et apres
qu'il soit passe a travers cet algorithme (groenland avant
- apres,
antarctique avant
- apres).
La proportion de glace au cours de la journee est la suivante pres du groenland
et autour de l'antarctique.
Sur les graphiques avant repartition du calving, les valeurs (ramenees
a l'aire de chaque maille) sont constantes pour un bassin versant donne
(groenland ou antarctique). On a superpose au graphique la courbe de l'integrale
(pour toutes les mailles ayant le meme i) du calving (pondere par la surface
de la maille).
Cette valeur reste constante dans le cas ou on a re-reparti le calving
sur les mailles de meme i mais de j superieur (pour l'Antarctique) ou inferieur
(pour le Groenland).
On voit que la re-repartition entraine un report du calving de la maille
cotiere vers la premiere maille non englacee. Entre les deux, le calving
deverse garde des valeurs faibles (du fait d'une couverture de glace uniforme
le premier jour). En revanche, apres quelques jours de run, la banquise
antarctique
ayant fondu (pendant que celle du Nord-Est groenlandaise
se maintient a peu pres), cette re-repartition de calving se fait de maniere
plus harmonieuse entre tous les points plus ou moins englaces (comme on
le voit sur les sorties du premier mois de run: groenland-antarctique).
les valeurs de
calving pour le groenland sont assez fortes (deux a trois fois superieures
a la valeur de E-P dans cette region) et la circulation oceanique pourrait
y etre perturbee dans les memes proportions. Vu l'impact des temperatures
de l'ocean dans l'Atlantique Nord sur les regimes de temps, recemment mis
en evidence par d'emminents
scientifiques, ne serait-il pas prudent de regarder ce champ de plus
pres, chef
?
Apres verifications (comparaison des salinites pour les runs avec et
sans calving, estimation de la difference de profondeur de la couche de
melange dans la mer du Labrador), il semble bien que le deversement de
cette eau douce dans la region de l'Inuit Nunat bouleverse completement
la circulation oceanique dans la zone. Il est donc impensable de commencer
la simulation dans ces conditions).
L'algorithme de repartition est donc modifie en plusieurs points:
1. Pour l'Inuit Nunat ET pour l'Antarctique, l'algorithme precedent
deversait la quasi totalite de l'eau douce dans la premiere maille totalement
libre de glace (dans le cas d'une transition brusque des regions englacees
aux regions libres de glace). Cette quantite d'eau est desormais deversee
sur 3 points d'eau libre.
2. Repartition en longitude du calving dans l'Inuit Nunat:
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D'apres cette carte de derive des icebergs, la circulation oceanique
de la Baie de Baffin semble impliquer que la majorite des rejets d'eau
douce se produit sur les cotes du Labrador et de Terre Neuve (voire plus
au Sud).
La repartition en longitude du calving est donc modifie (dans notre
modele de glace -routine thersf.Fom-):
-
Les rejets a l'Est de l'Inuit Nunat sont divises par deux
-
Le calving au Sud de l'Inuit Nunat est arrete (les principaux glaciers
se deversent au Nord de la Baie de Baffin)
-
La difference est reportee sur deux points de deversement au Nord Ouest
de la Baie de Baffin.
Sur le graphique,
en fonction de la longitude (i) a l'entour de l'Inuit Nunat, est represente
la somme suivant j du champ de calving dans l'hemisphere Nord. En pointille,
avant repartition; en trait plein apres). |
On s'assure que la quantite d'eau globale deversee avant et apres re-repartition
est la meme:
(Sv) |
1er jour Inuit Nunat |
1er jour Antarctique |
5e jour Inuit Nunat |
5e jour Antarctique |
Avant re-repartition |
.00191763202 |
0.0443326683 |
.00328593600 |
0.0549491123 |
Apres re-repartition |
.00191763203 |
0.0443326688 |
.00328593602 |
0.0549491124 |
Voila la forme que prend un champ de calving uniforme avant et apres
qu'il soit passe a travers cet algorithme (groenland avant
- apres,
antarctique avant
- apres).
CONSTATATIONS: Deux experiences de 10 ans sont menees conjointement,
l'une avec le calving groenlandais tel qu'il est decrit ci-dessus et l'autre
en supprimant ce calving. Dans le premier cas, la convection en mer du
Labrador l'hiver est faible, alors qu'elle est completement coupee (par
la formation de glaces) dans la simulation avec calving. La solution que
nous adoptons pour commencer la simulation Predicate est donc de repartir
uniformement sur tous les points de grille ocean la quantite d'eau correspondant
au calving de l'Inuit Nunat (le calving est donc seulement conserve tel
que decrit precedemment dans l'Antarctique).
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