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Interactions Between Antarctic Ice Cap and Ocean: Modeling for Climate Study

This study explores the relationship between Antarctic ice cap and the ocean, focusing on sea levels, freshwater input, icebergs, and ocean impact on the ice cap. Through numerical modeling, the project aims to understand the complex interactions between ice cap, ocean, and atmosphere. Using the GRISLI model, it simulates the evolution of polar ice caps, considering various climate conditions over long timescales. By coupling GRISLI with IPSL ocean-atmosphere model, the research attempts to predict how the ice cap and ocean will respond to future climate changes.

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Interactions Between Antarctic Ice Cap and Ocean: Modeling for Climate Study

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Presentation Transcript

  1. Interactions entre la calotte glaciaire Antarctique et l’océanCatherine Ritz 24 novembre 2004

  2. Influence de la calotte sur l’océan • Niveau des mers • Apport d’eau douce • Icebergs • Fusion basale sous les ice shelves et langues de glace

  3. Action de l’océan sur la calotte Antarctique action indirecte sur la glace posée via • migration de la ligne d’échouage • diminution de l’effet d’arc-boutant des ice-shelves • niveau des mers • Fusion sous les ice-shelves

  4. Fusion sous les ice-shelves

  5. Fusion sous les ice-shelves fusion regel fusion

  6. Effet d’arc boutant des ice shelves

  7. Y a-t-il une rétroaction liée à la fusion sous les ice shelves et si oui de quel signe ? • En particulier en cas de réchauffement : • L’océan se réchauffe • la fusion sous les ice shelves augmente • la ligne d’échouage recule et l’écoulement de la glace accélère • Plus d’eau douce est injectée dans l’océan Comment réagit l’océan ?

  8. Approche par la modélisation numérique • Pour étudier les interactions calotte-océan-atmosphère nous proposons de coupler le modèle de calotte polaire du LGGE (GRISLI) avec le modèle couplé océan atmosphère de l’IPSL. • Projet inclus dans le programme ENSEMBLES • 1 post-doc pendant 1 an pour passage aux normes PRISM et couplage GRISLI - IPSL

  9. Que fait un modèle d’évolution des calottes polaires ? • Simule l’évolution de la géométrie (épaisseur, surface, socle) en réponse aux conditions climatiques. • Pour cela, calcule les champs couplés de vitesse et de température dans la glace. • Sous-produit : eau évacuée sous forme liquide et solide • Echelles de temps • globalement très longues (milliers d’années) • possibilité de réactions « rapides » (dizaines d’années) pour certaines régions sensibles.

  10. GRISLI (GRenoble Ice-Shelf Land Ice) • Traite à la fois la glace reposant sur le socle et les parties flottantes (ice-shelves) • Calcule interactivement la position de la ligne d’échouage GRISLI a été développé pour l’Antarctique. Aussi porté sur l’hémisphère nord. Carte d’après Bentley et Bindschadler, 2003

  11. Exemple de champ de vitesse modélisé

  12. GRISLI a été utilisé dans des expériences paleo et simule les variations passées de la ligne d’échouage Présent (modèle) 15 kyr BP

  13. Variables échangées avec le modèle atmosphérique • Atmosphère -> Calotte • Température en surface • Accumulation neigeuse • Fonte en surface • Calotte -> Atmosphère • Orographie • albedo • ruissellement

  14. Variables échangée avec l’océan • Océan -> calotte • Niveau des mers (joue sur l’extension et l’écoulement) • Fusion sous les ice-shelves. Dans un premier temps paramétrisation en fonction de la température de l’océan au niveau du talus continental • Calotte -> océan • Flux d’eau douce : solide et liquide • Dimension du domaine océanique

  15. Ordre de grandeur de la fusion à la ligne d’échouage en fonction de la température océanique Rignot et Jacob, Science 2002

  16. Paramétrisation de la fusion inspirée de Beckmann et Goosse • Fusion liée à la distance au talus continental • 5 m/an à 200 km (18 m/an juste au dessus) • Décroissant exponentiellement -10 cm/an à 520 km (regel) • Fusion imposée à la ligne d’échouage 50 cm/an (pour une maille de 40 km)

  17. Exemple de simulation vers le futuren mode forcé • Expérience de déglaciation • La fusion est augmentée de 1 m/an • Simulation de 20 000 ans

  18. Couplage GRISLI-IPSLComment on compte s’y prendre • Post-doc (Dimitri) commencerait en mars 2005 • Dans un premier temps couplage par échange de fichiers (tous les mois par exemple) • Groenland ??

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