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24 results on '"Atmospheric forcing"'

1. Motores de circulación y estratificación durante la estación de verano en la bahía de afloramiento de Paracas (Perú): Un estudio de modelización

Author: Cinthia Arellano, Vincent Echevin, Lander Merma-Mora, Adolfo Chamorro, Dimitri Gutiérrez, Arturo Aguirre-Velarde, Jorge Tam, Francois Colas, Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Instituto del Mar del Peru (IMARPE), and Universidad Peruana Cayetano Heredia (UPCH)
Subjects: undercurrent, atmospheric circulation, Paracas Bay, Wind, Aquatic Science, Oceanography, semienclosed sea, stratification, Bay dynamics, Peru, downscaling, numerical method, continental slope, Ica, spatial resolution, Upwelling, wind forcing, Atmosphere, Coastal wind, atmospheric forcing, Pisco Basin, Geology, Weights and Measures, satellite altimetry, upwelling, Numerical modelling, [SDU]Sciences of the Universe [physics]
Abstract: International audience; The circulation and stratification in the shallow semi-enclosed bay of Paracas located downstream of the main upwelling cell off the Peruvian coast were studied during the summer season using a regional circulation model and in situ observations. A downscaling strategy based on a series of three embedded grids, from 10 km to 500 m resolution in the bay allows to take into account the influence of remote perturbations on the bay dynamics. Debiased surface winds from a high-resolution regional atmospheric model were used to force the model. The shortwave absorption depth was parameterized using satellite measurements of surface chlorophyll. Sensitivity experiments to the model forcing and parameterizations were performed to investigate the impact of the wind diurnal variability, tidal forcing, freshwater discharge from a nearby river and shortwave absorption depth on the bay stratification. Results show that: debiasing the wind intensity reduced the model cold bias in the bay and increase the stratification; a shallow shortwave absorption depth induced a cooling of the subsurface water, increasing the stratification; freshwater discharge from the Pisco river north of the bay increased slightly the stratification in the bay during days of weak wind. The high sensitivity of the bay stratification to the atmospheric forcing calls for the need to use more realistic wind forcing products. The circulation in the bay under strong (>5.5 m s-1) and weak (-1) winds was also examined. The summer circulation during strong upwelling-favorable wind conditions was characterized by northward surface currents transporting the bay surface waters outward and subsurface currents transporting cold deeper waters into the bay along its western shore. During weak wind conditions, the current is outward in the bottom layer and a surface southward current related to the poleward undercurrent flowing over the continental slope and shelf transported warm waters into the bay, generating a cyclonic circulation in the bay.
Published: 2023
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2. Locally and Remotely Forced Subtropical AMOC Variability: A Matter of Time Scales

Author: N. Wienders, Sally Close, William K. Dewar, Bruno Deremble, Thierry Penduff, Quentin Jamet, Laboratoire de physique des océans (LPO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Florida State University [Tallahassee] (FSU), Department of Earth, Ocean and Atmospheric Science [Tallahassee] (FSU | EOAS), Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels [Grenoble] (LEGI), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: North Atlantic Ocean, Atmospheric Science, geography, Series (stratigraphy), geography.geographical_feature_category, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Ocean models, 010505 oceanography, Meridional overturning circulation, Forcing (mathematics), Subtropics, Atmospheric forcing, 01 natural sciences, 13. Climate action, Ocean gyre, Climatology, Thermohaline circulation, Ensembles, Climate variability, Geology, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: Mechanisms driving the North Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) variability at low frequency are of central interest for accurate climate predictions. Although the subpolar gyre region has been identified as a preferred place for generating climate time-scale signals, their southward propagation remains under consideration, complicating the interpretation of the observed time series provided by the Rapid Climate Change–Meridional Overturning Circulation and Heatflux Array–Western Boundary Time Series (RAPID–MOCHA–WBTS) program. In this study, we aim at disentangling the respective contribution of the local atmospheric forcing from signals of remote origin for the subtropical low-frequency AMOC variability. We analyze for this a set of four ensembles of a regional (20°S–55°N), eddy-resolving (1/12°) North Atlantic oceanic configuration, where surface forcing and open boundary conditions are alternatively permuted from fully varying (realistic) to yearly repeating signals. Their analysis reveals the predominance of local, atmospherically forced signal at interannual time scales (2–10 years), whereas signals imposed by the boundaries are responsible for the decadal (10–30 years) part of the spectrum. Due to this marked time-scale separation, we show that, although the intergyre region exhibits peculiarities, most of the subtropical AMOC variability can be understood as a linear superposition of these two signals. Finally, we find that the decadal-scale, boundary-forced AMOC variability has both northern and southern origins, although the former dominates over the latter, including at the site of the RAPID array (26.5°N).
Published: 2020
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3. Trends of Coastal Sea Level Between 1993 and 2015: Imprints of Atmospheric Forcing and Oceanic Chaos

Author: Ixetl Garcia-Gomez, Thierry Penduff, Sally Close, William Llovel, Stéphanie Leroux, Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), OceanNext, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Observational error, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Ensemble forecasting, Mesoscale meteorology, Sampling (statistics), Forcing (mathematics), Atmospheric forcing, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Geophysics, 13. Climate action, Geochemistry and Petrology, Climatology, Environmental science, 14. Life underwater, Sea level, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 0105 earth and related environmental sciences, Coastal sea
Abstract: International audience; The observation and simulation of the variability of coastal sea level are impacted by various uncertainties, such as measurement errors and sampling biases, unresolved processes , and model and forcing biases. Ocean model simulations suggest that another uncertainty should be taken into account for the attribution of sea-level changes. Global ocean simulations indeed show that resolving mesoscale turbulence (even partly) promotes the emergence of low-frequency (LF) chaotic intrinsic variability (CIV) which causes substantial random fluctuations of sea level up to multiple decades in eddy-active regions of the world ocean. This random LFCIV is superimposed on the atmospherically forced (or simply "forced") fluctuations, which are directly controlled by the atmospheric variability. We show from a large ensemble of global oceanic hindcasts that this multi-decadal LFCIV leaves a substantial imprint on the long-term trends (1993-2015) of coastal sea level: over 17-20% of the global ocean coastal area, in particular along the coastlines of the northwestern Pacific and Indian Oceans, and around the Gulf of Mexico, random sea-level trends may blur their atmospherically forced counterpart, such that simulated (and potentially observed) coastal sea-level trends cannot be unambiguously attributed to atmospheric or anthropic causes. The steric and manometric sea-level change contributions of these uncertainties are discussed, suggesting that they mostly come from the manometric sea-level trends near the coasts.
Published: 2019
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4. Interannual Variability of Upper Ocean Water Masses as Inferred From Argo Array

Author: Esther Portela, William Llovel, Nicolas Kolodziejczyk, Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Water mass, 010504 meteorology & atmospheric sciences, interannual variability, Oceanography, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, Geochemistry and Petrology, ocean heat content, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), 14. Life underwater, Argo, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 0105 earth and related environmental sciences, 010505 oceanography, atmospheric forcing, Atmospheric forcing, mode water, Geophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Mode water, Environmental science, Seawater, water masses, Ocean heat content
Abstract: nterannual variability of Ocean Heat Content (OHC) is intimately linked to ocean water mass changes. Water mass characteristics are imprinted at the ocean surface and are modulated by climate variability on interannual to decadal time scales. In this study, we investigate the water mass change and their variability using an isopycnal decomposition of the OHC. For that purpose, we address the thickness and temperature changes of these water masses using both individual temperature‐salinity profiles and optimal interpolated products from Argo data. Isopycnal decomposition allows us to characterize the water masses interannual variability and decadal trends of volume and OHC. During the last decade (2006–2015), much of interannual and decadal warming is associated with Southern Hemisphere Subtropical Mode Water (STMW) and Subantarctic Mode Water (SAMW), particularly in the South Pacific Eastern Subtropical Mode Water (SPESTMW), the Southeastern Indian Subantarctic Mode Water (SEISAMW) and the Southern Pacific SAMW (SPSAMW). In contrast, Antarctic Intermediate Water (AAIW) in the Southern Hemisphere and North Atlantic STMW (NASTMW) in the Northern Hemisphere have cooled. This OHC interannual variability is mainly explained by volume (or mass) changes of water masses related to the isopycnal heaving. The forcing mechanisms and interior dynamics of water masses are discussed in the context of the wind stress change and ocean adjustment occurring at interannual time scale. Key points Upper global Ocean mode water are the hot spots of 2006‐2015 ocean heat trend Southern hemisphere mode water gained volume and buoyancy over 2006‐2015 Wind forcing and oceanic adjustment may partly explain the interannual mode water volume change
Published: 2019
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5. Major driver leading to winter SST variability in the Kuroshio recirculation gyre region and its decadal changes: Refreshening versus spring‐initiated reemergence processes

Author: Gyundo Pak, Young-Hyang Park, Sang-Wook Yeh, Young Ho Kim, SungHyun Nam, Korea Institute of Ocean Science and Technology (KIOST), Hanyang University, Research Institute of Oceanography [Seoul] (RIO), Seoul National University [Seoul] (SNU), Austral, Boréal et Carbone (ABC), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), National Research Foundation of Korea - Korean government (MSIT) NRF-2016M1A2A2948277, Korea Meteorological Administration Research and Development Program KMI2018-03211, Ministry of Oceans and Fisheries, Republic of Korea ('Deep Water Circulation and Material Cycling in the East Sea') 20160040, NRF of the Korean Ministry of Education via SGER program, Republic of Korea NRF2015R1D1A1A02062252, Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, refreshening, regime shift, winter sea surface temperature, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Ocean gyre, Spring (hydrology), Regime shift, Kuroshio recirculation gyre, 14. Life underwater, 0105 earth and related environmental sciences, East asian winter monsoon, geography, reemergence, geography.geographical_feature_category, Winter monsoon, Anomaly (natural sciences), Atmospheric forcing, Sea surface temperature, Geophysics, 13. Climate action, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Climatology, General Earth and Planetary Sciences, Environmental science
Abstract: International audience; The analyses using reanalysis data and one-dimensional ocean model during the past decades (1963-2012) revealed that the epoch-dependent refreshening and reemergence mechanisms alternatively influenced the winter sea surface temperature (SST) in the Kuroshio recirculation gyre region. During 1971-1985, the refreshening mechanism due to the strong East Asian winter monsoon significantly contributed to the interannual winter SST variability, consistent with previous works. In contrast, the spring-initiated reemergence process better explains the winter SST variability for 1991-2005, a period corresponding to a declined winter monsoon. The classical winter-to-winter reemergence did not occur during either studied period; thus, the observed spring-to-winter reemergence is an original feature in the Kuroshio recirculation gyre region. The winter monsoon-related strong atmospheric forcing and prominent year-to-year variability of spring SST are important prerequisites for the regional refreshening and reemergence of the winter SST anomaly, respectively.
Published: 2019
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6. A global probabilistic study of the ocean heat content low-frequency variability: Atmospheric forcing versus oceanic chaos

Author: Bernard Barnier, Laurent Bessières, Stéphanie Leroux, Thierry Penduff, Guillaume Sérazin, Alexandre Jaymond, Laurent Terray, William Llovel, Jean-Marc Molines, Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS), CERFACS, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Mathématiques de Bordeaux (IMB), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), P.P. Shirshov Institute of Oceanology (SIO), Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), and Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Climate change, Low frequency, 01 natural sciences, eddy‐permitting OGCM, Atmosphere, Ocean gyre, ocean heat content, Sea ice, 14. Life underwater, intrinsic variability, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 0105 earth and related environmental sciences, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, geography, geography.geographical_feature_category, 010505 oceanography, Atmospheric forcing, Boundary current, Geophysics, climate change, 13. Climate action, Climatology, General Earth and Planetary Sciences, Environmental science, Ocean heat content
Abstract: International audience; A global 1/4 ∘ ocean/sea ice 50-member ensemble simulation is used to disentangle the low-frequency imprints of the atmospherically forced oceanic variability and of the chaotic intrinsic oceanic variability (IOV) on the large-scale (10 ∘ × 10 ∘) ocean heat content (OHC) between 1980 and 2010. The IOV explains most of the interannual-to-decadal large-scale OHC variance over substantial fractions of the global ocean area that increase with depth: 9%, 22%, and 31% in the 0-700 m, 700-2000 m and 2000 m bottom layers, respectively. Such areas concern principally eddy-active regions, mostly found in the Southern Ocean and in western boundary current extensions, and also concern the subtropical gyres at intermediate and deep levels. The oceanic chaos may also induce random multidecadal fluctuations so that large-scale regional OHC trends computed on the 1980-2010 period cannot be unambiguously attributed to the atmospheric forcing in several oceanic basins at various depths. These results are likely to raise detection and attribution issues from real observations.
Published: 2017
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7. Spatio-temporal decomposition of satellite-derived SST-SSH fields: links between surface data and ocean interior dynamics in the Agulhas region

Author: Ronan Fablet, Emmanuelle Autret, Clément Le Goff, Pierre Tandeo, Bertrand Chapron, Lab-STICC_TB_CID_TOMS, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Signal et Communications (SC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire d'Océanographie Spatiale (LOS), and Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)
Subjects: Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, 0211 other engineering and technologies, Stratification (water), 02 engineering and technology, Joint analysis, 01 natural sciences, [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, medicine, 14. Life underwater, Computers in Earth Sciences, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Sea-surface height, Seasonality, Atmospheric forcing, medicine.disease, Sea surface temperature, 13. Climate action, Return current, Climatology, Satellite altimetry, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, Geology
Abstract: International audience; In this paper, we develop a novel observation-driven methodology to explore spatio-temporal dependencies between satellite-derived Sea Surface Height (SSH) and Sea Surface Temperature (SST) fields. Level-set-based and registration-based critera are defined to evaluate and detect spatial links between SSH and SST anomaly fields. The method is applied to one-year SST and SSH time series in the highly dynamical Aghulas return current region. The analysis evidences a seasonal variation of the overall correlation between SST and SSH fields. As further revealed, the coldest SST anomalies are reported to efficiently trace the lowest SSH anomalies for all seasons, while the warmest SST anomalies solely match the largest SSH anomalies during winter. The second criterion relies on the registration on SSH and SST anomaly fields. The registration energy is shown to corresponds to the seasonal influence of the mixed layer depth revealed here by atmospheric forcing. These results show us that the SST-derived SSH reconstruction using the surface quasi-geostrophic (SQG) approximation should take into account stratification effects especially during summer. As discussed, the proposed methodology can enforce the reconstruction of sea surface current from a joint analysis of satellite altimetry data and high-resolution satellite-derived SST data.
Published: 2016
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8. North Atlantic simulations in Coordinated Ocean-ice Reference Experiments phase II (CORE-II). Part II: Inter-annual to decadal variability

Author: Patrick Heimbach, Aurore Voldoire, Anatoly Gusev, Alicia Karspeck, Eric P. Chassignet, Rainer Bleck, Dmitry Sidorenko, Alexandra Bozec, David Salas y Mélia, Anastasia Romanou, Who M. Kim, Gael Forget, Daohua Bi, Vittorio Canuto, Simon J. Marsland, Gokhan Danabasoglu, Simona Masina, Hiroyuki Tsujino, Stephen M. Griffies, Sophie Valcke, Jianhua Lu, Mats Bentsen, Claus W. Böning, Pier Giuseppe Fogli, Gurvan Madec, Anthony Leboissetier, Mehmet Ilicak, Anna Pirani, Thomas Jung, Igor Yashayaev, Andrew C. Coward, Maxwell Kelley, Shan Sun, Yosuke Fujii, A. J. George Nurser, Petteri Uotila, Sergey Danilov, Elodie Fernandez, Steve G. Yeager, Christophe Cassou, Nikolay Diansky, A. M. Howard, William G. Large, Helge Drange, Anne-Marie Tréguier, Bonita L. Samuels, Erik Behrens, Qiang Wang, Arne Biastoch, Riccardo Farneti, Markus Scheinert, Antonio Navarra, National Center for Atmospheric Research [Boulder] (NCAR), Helmholtz Centre for Ocean Research [Kiel] (GEOMAR), Uni Research Climate, Uni Research Ltd, Centre for Australian Weather and Climate Research (CAWCR), NASA Goddard Institute for Space Studies (GISS), NASA Goddard Space Flight Center (GSFC), Center for Ocean-Atmospheric Prediction Studies (COAPS), Florida State University [Tallahassee] (FSU), Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS), National Oceanography Centre (NOC), Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), Institute of Numerical Mathematics [Moscou] (INM-RAS), Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), University of Bergen (UiB), Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics [Trieste] (ICTP), Centro Euro-Mediterraneo per i Cambiamenti Climatici [Bologna] (CMCC), Massachusetts Institute of Technology (MIT), Meteorological Research Institute [Tsukuba] (MRI), Japan Meteorological Agency (JMA), NOAA Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), Nucleus for European Modeling of the Ocean (NEMO R&D ), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Dipartimento di Matematica e Informatica [Perugia] (DMI), Università degli Studi di Perugia = University of Perugia (UNIPG), National Oceanography Centre [Southampton] (NOC), University of Southampton, International CLIVAR, Princeton University, Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR), Laboratoire de physique des océans (LPO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biomedical Research Imaging Center [North Carolina] (BRIC), University of North Carolina [Chapel Hill] (UNC), University of North Carolina System (UNC)-University of North Carolina System (UNC), Danabasoglu G, Yeager SG, Kim WM, Behrens E, Bentsen M, Bi DH, Biastoch A, Bleck R, Boning C, Bozec A, Canuto VM, Cassou C, Chassignet E, Coward AC, Danilov S, Diansky N, Drange H, Farneti R, Fernandez E, Fogli PG, Forget G, Fujii Y, Griffies SM, Gusev A, Heimbach P, Howard A, Ilicak M, Jung T, Karspeck AR, Kelley M, Large WG, Leboissetier A, Lu JH, Madec G, Marsland SJ, Masina S, Navarra A, Nurser AJG, Pirani A, Romanou A, Melia DSY, Samuels BL, Scheinert M, Sidorenko D, Sun S, Treguier AM, Tsujino H, Uotila P, Valcke S, Voldoire A, Wang Q, Yashayaev I, CERFACS [Toulouse], Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Università degli Studi di Perugia (UNIPG), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and CERFACS
Subjects: Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Mixed layer, Phase (waves), [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Oceanography, 01 natural sciences, Ocean model comparisons, Computer Science (miscellaneous), 14. Life underwater, Atmospheric forcing, Variability in the North Atlantic, 0105 earth and related environmental sciences, Inter-annual to decadal variability and mechanisms, Atlantic meridional overturning circulation variability, 010505 oceanography, Global ocean - sea-ice modelling, Geotechnical Engineering and Engineering Geology, Deep water, Ocean dynamics, Marine Sciences, Sea surface temperature, 13. Climate action, North Atlantic oscillation, Climatology, Global ocean – sea-ice modelling, Ocean model comparisons, Atmospheric forcing, Hydrography, Global ocean – sea-ice modelling, Geology
Abstract: Simulated inter-annual to decadal variability and trends in the North Atlantic for the 1958-2007 period from twenty global ocean - sea-ice coupled models are presented. These simulations are performed as contributions to the second phase of the Coordinated Ocean-ice Reference Experiments (CORE-II). The study is Part II of our companion paper (Danabasoglu et al., 2014) which documented the mean states in the North Atlantic from the same models. A major focus of the present study is the representation of Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) variability in the participating models. Relationships between AMOC variability and those of some other related variables, such as subpolar mixed layer depths, the North Atlantic Oscillation (NAO), and the Labrador Sea upper-ocean hydrographic properties, are also investigated. In general, AMOC variability shows three distinct stages. During the first stage that lasts until the mid-to late-1970s, AMOC is relatively steady, remaining lower than its long-term (1958-2007) mean. Thereafter, AMOC intensifies with maximum transports achieved in the mid-to late-1990s. This enhancement is then followed by a weakening trend until the end of our integration period. This sequence of low frequency AMOC variability is consistent with previous studies. Regarding strengthening of AMOC between about the mid-1970s and the mid-1990s, our results support a previously identified variability mechanism where AMOC intensification is connected to increased deep water formation in the subpolar North Atlantic, driven by NAO-related surface fluxes. The simulations tend to show general agreement in their temporal representations of, for example, AMOC, sea surface temperature (SST), and subpolar mixed layer depth variabilities. In particular, the observed variability of the North Atlantic SSTs is captured well by all models. These findings indicate that simulated variability and trends are primarily dictated by the atmospheric datasets which include the influence of ocean dynamics from nature superimposed onto anthropogenic effects. Despite these general agreements, there are many differences among the model solutions, particularly in the spatial structures of variability patterns. For example, the location of the maximum AMOC variability differs among the models between Northern and Southern Hemispheres. (C) 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Published: 2016
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9. Active AMOC–NAO coupling in the IPSL-CM5A-MR climate model

Author: Na Wen, Guillaume Gastineau, Claude Frankignoul, Key Laboratory of Meteorological Disaster [Nanjing University] (KLME - NUIST), Nanjing University of Information Science and Technology (NUIST), Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Subjects: Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Anomaly (natural sciences), Lag, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Atmospheric forcing, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Gulf Stream, Atmosphere, Coupling (computer programming), 13. Climate action, Climatology, Environmental science, Climate model, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Positive feedback
Abstract: The atmospheric response to the AMOC variability is investigated in the IPSL-CM5A medium resolution climate model, using lagged maximum covariance analysis (MCA) of a control simulation. A robust atmospheric response is detected in winter, with a negative NAO-like response following by about 9-year an AMOC intensification in the North Atlantic, with a pattern broadly resembling the second mode of AMOC variability. The response is established through the SST footprint of the AMOC and the associated surface heat flux damping, with a dipole of SST anomalies made of cold SST in the Gulf Stream region and warm SST further northeast around the North Atlantic Current. The dipole SST anomaly pattern evolves synchronously with the AMOC changes at its dominant 20-year period, so that the lagged NAO-like response detected by MCA actually reflects the near-synchronous AMOC influence on the atmosphere, which is masked at short time lag by the stronger atmospheric forcing of the AMOC. The atmospheric response to an intensification of the AMOC is thus a positive NAO-like pattern, together with an anomalous low pressure over the Aleutians, opposite to that detected at 9-year lag by the MCA. Since the NAO also contributes to force the AMOC, there is a positive feedback between AMOC and NAO in the model, with the atmospheric feedback strength about 1/4 of that of the atmospheric forcing, which enhances the low frequency variability of AMOC. This is further confirmed by the lead-lag relation between the dominant mode of ocean and atmosphere, and by the robust 20-year period of the NAO.
Published: 2016
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10. Intrinsic Variability of the Atlantic Meridional Overturning Circulation at Interannual-to-Multidecadal Time Scales

Author: Joël J.-M. Hirschi, Guillaume Sérazin, Sandy Grégorio, Bernard Barnier, Thierry Penduff, Jean-Marc Molines, Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), P.P. Shirshov Institute of Oceanology (SIO), Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), National Oceanography Centre [Southampton] (NOC), University of Southampton, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and National Oceanography Centre (NOC)
Subjects: [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, geography, Geopotential, geography.geographical_feature_category, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 010505 oceanography, Forcing (mathematics), Atmospheric forcing, Oceanography, 01 natural sciences, Mesoscale eddies, Marine Sciences, 13. Climate action, Ocean gyre, Climatology, [SDE]Environmental Sciences, Environmental science, Hindcast, 14. Life underwater, Seasonal cycle, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: The low-frequency variability of the Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) is investigated from 2, ¼°, and ° global ocean–sea ice simulations, with a specific focus on its internally generated (i.e., “intrinsic”) component. A 327-yr climatological ¼° simulation, driven by a repeated seasonal cycle (i.e., a forcing devoid of interannual time scales), is shown to spontaneously generate a significant fraction R of the interannual-to-decadal AMOC variance obtained in a 50-yr “fully forced” hindcast (with reanalyzed atmospheric forcing including interannual time scales). This intrinsic variance fraction R slightly depends on whether AMOCs are computed in geopotential or density coordinates, and on the period considered in the climatological simulation, but the following features are quite robust when mesoscale eddies are simulated (at both ¼° and ° resolutions); R barely exceeds 5%–10% in the subpolar gyre but reaches 30%–50% at 34°S, up to 20%–40% near 25°N, and 40%–60% near the Gulf Stream. About 25% of the meridional heat transport interannual variability is attributed to intrinsic processes at 34°S and near the Gulf Stream. Fourier and wavelet spectra, built from the 327-yr ¼° climatological simulation, further indicate that spectral peaks of intrinsic AMOC variability (i) are found at specific frequencies ranging from interannual to multidecadal, (ii) often extend over the whole meridional scale of gyres, (iii) stochastically change throughout these 327 yr, and (iv) sometimes match the spectral peaks found in the fully forced hindcast in the North Atlantic. Intrinsic AMOC variability is also detected at multidecadal time scales, with a marked meridional coherence between 35°S and 25°N (15–30 yr periods) and throughout the whole basin (50–90-yr periods).
Published: 2015
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11. From daily climatic scenarios to hourly atmospheric forcing fields to force Soil-Vegetation-Atmosphere transfer models

Author: Julia eHidalgo, Valéry eMasson, Christophe eBaehr, Laboratoire Interdisciplinaire Solidarités, Sociétés, Territoires (LISST), École des hautes études en sciences sociales (EHESS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure de Formation de l'Enseignement Agricole de Toulouse-Auzeville (ENSFEA), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École des hautes études en sciences sociales (EHESS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-École Nationale Supérieure de Formation de l'Enseignement Agricole de Toulouse-Auzeville (ENSFEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, 0207 environmental engineering, 02 engineering and technology, Forcing (mathematics), Atmospheric sciences, 01 natural sciences, Wind speed, Atmosphere, Earth Science, Precipitation, 020701 environmental engineering, lcsh:Environmental sciences, 0105 earth and related environmental sciences, General Environmental Science, lcsh:GE1-350, SVAT, downscaling, Humidity, atmospheric forcing, regional climate models, Vegetation, [SHS.GEO]Humanities and Social Sciences/Geography, Wind direction, 13. Climate action, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Climatology, climate change impact, [SDE]Environmental Sciences, Environmental science, Downscaling
Abstract: International audience; This paper presents a method to produce long term climatic forcing fields to force Soil-Vegetation-Atmosphere transfer (SVAT) models in off-line mode. The objective is to increase the temporal frequency of existent climate projections databases from daily frequency to hourly time step to be used in impact climate studies. A statistical clustering k-means method is used. A tens of clusters seems to be enough to describe the climate variability in term of wind regimes, precipitation and thermal and humidity amplitude. These clusters are identified in the future projections of climate and reconstructed sequences at hourly frequency are obtained for all the forcing variables needed by a SVAT model, typically: air temperature, specific humidity, wind speed and direction, precipitation, direct short-wave radiation, downward long-wave radiation, and scattered short-wave radiation. Eleven years of observations from two sites in France are used to illustrate the method: the Chartres station (Paris) and Blagnac station (Toulouse). The reconstruction algorithm is able to produce diurnal cycles that fits well with hourly series from observations (1998–2008; 1961–1990) and from climatic scenarios (1961–2100). The diurnal amplitude and mean value is well represented for variables with marked daily cycle as temperature or humidity. Changes in the mean wind direction are represented and, to a certain extent, changes in wind intensity are also retained. The mean precipitation is conserved during the day even if the method is not able to reproduce the short rain picks variability. Precipitation is used as input in the clusterization process so in clusters representative of rainy days some diurnal variability is nevertheless retained.
Published: 2014
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12. North Atlantic simulations in Coordinated Ocean-ice Reference Experiments phase II (CORE-II). Part I: Mean states

Author: Hiroyuki Tsujino, Jianhua Lu, Anatoly Gusev, David A. Bailey, Simon J. Marsland, Yosuke Fujii, Elodie Fernandez, Nikolay Diansky, Claus W. Böning, Gael Forget, Helge Drange, Anne-Marie Tréguier, Andrew C. Coward, Gokhan Danabasoglu, Mats Bentsen, Eric P. Chassignet, William G. Large, Sergey Danilov, A. J. George Nurser, Christophe Cassou, Riccardo Farneti, Bonita L. Samuels, Patrick Heimbach, David Salas y Mélia, Erik Behrens, Stephen M. Griffies, Gurvan Madec, Qiang Wang, Anthony Leboissetier, Arne Biastoch, Maxwell Kelley, Vittorio Canuto, Markus Scheinert, Aurore Voldoire, A. M. Howard, Steve G. Yeager, Thomas Jung, Petteri Uotila, Simona Masina, Pier Giuseppe Fogli, Daohua Bi, Sophie Valcke, Dmitry Sidorenko, Alexandra Bozec, Antonio Navarra, Anna Pirani, National Center for Atmospheric Research [Boulder] (NCAR), Lawrence Berkeley National Laboratory [Berkeley] (LBNL), Uni Research Climate, Uni Research Ltd, Centre for Australian Weather and Climate Research (CAWCR), Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR), Center for Ocean-Atmospheric Prediction Studies (COAPS), Florida State University [Tallahassee] (FSU), NASA Goddard Institute for Space Studies (GISS), NASA Goddard Space Flight Center (GSFC), Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS), CERFACS, National Oceanography Centre (NOC), Massachusetts Institute of Technology (MIT), NOAA Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), Nucleus for European Modeling of the Ocean (NEMO R&D ), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia - Sezione di Bologna (INGV), Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, International CLIVAR, Princeton University, Laboratoire de physique des océans (LPO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Danabasoglu G, Yeager SG, Bailey D, Behrens E, Bentsen M, Bi D, Biastoch A, Boning C, Bozec A, Canuto VM, Cassou C, Chassignet E, Coward AC, Danilov S, Diansky N, Drange H, Farneti R, Fernandez E, Fogli PG, Forget G, Fujii Y, Griffies SM, Gusev A, Heimbach P, Howard A, Jung T, Kelley M, Large WG, Leboissetier A, Lu J, Madec G, Marsland SJ, Masina S, Navarra A, Nurser AJG, Pirani A, Melia DSY, Samuels BL, Scheinert M, Sidorenko D, Treguier AM, Tsujino H, Uotila P, Valcke S, Voldoire A, and Wangi Q
Subjects: Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Mixed layer, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Atlantic meridional overturning circulation, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Oceanography, 01 natural sciences, Ocean model comparisons, Computer Science (miscellaneous), Sea ice, Potential temperature, Hindcast, 14. Life underwater, Atmospheric forcing, 0105 earth and related environmental sciences, geography, geography.geographical_feature_category, 010505 oceanography, Global ocean–sea-ice modelling, Ocean model comparisons, Atmospheric forcing, Experimental design, Atlantic meridional overturning circulation, North Atlantic simulations, Albedo, Geotechnical Engineering and Engineering Geology, Snow, Experimental design, Sea surface temperature, 13. Climate action, Meridional flow, Climatology, Environmental science, Global ocean-sea-ice modelling
Abstract: Simulation characteristics from eighteen global ocean-sea-ice coupled models are presented with a focus on the mean Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) and other related fields in the North Atlantic. These experiments use inter-annually varying atmospheric forcing data sets for the 60-year period from 1948 to 2007 and are performed as contributions to the second phase of the Coordinated Oceanice Reference Experiments (CORE-II). The protocol for conducting such CORE-II experiments is summarized. Despite using the same atmospheric forcing, the solutions show significant differences. As most models also differ from available observations, biases in the Labrador Sea region in upper-ocean potential temperature and salinity distributions, mixed layer depths, and sea-ice cover are identified as contributors to differences in AMOC. These differences in the solutions do not suggest an obvious grouping of the models based on their ocean model lineage, their vertical coordinate representations, or surface salinity restoring strengths. Thus, the solution differences among the models are attributed primarily to use of different subgrid scale parameterizations and parameter choices as well as to differences in vertical and horizontal grid resolutions in the ocean models. Use of a wide variety of sea-ice models with diverse snow and sea-ice albedo treatments also contributes to these differences. Based on the diagnostics considered, the majority of the models appear suitable for use in studies involving the North Atlantic, but some models require dedicated development effort. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Published: 2014
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13. Modélisation et observation de la dynamique haute fréquence de la circulation du Golfe de Gascogne

Author: Herbert, Gaëlle, Echanges Côte-Large (ECOLA), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paul Sabatier - Toulouse III, Florent Lyard, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Golfe de Gascogne, [PHYS.PHYS.PHYS-AO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atmospheric and Oceanic Physics [physics.ao-ph], observations in situ, tempête Klaus, SYMPHONIE numerical simulation, atmospheric forcing, Circulation océanique côtière, simulation numérique, Bay of Biscay, altimétrie, in situ observations, altimetry, Coastal ocean circulation, Iberian Poleward Current, forçage atmosphérique, storm Klaus
Abstract: We analyse the variability of winter upper circulation in the southern Bay of Biscay from satellite and in situ observations and numerical simulations based on the SYMPHONIE code. We aim to get a better insight on the high frequency dynamics (a few hours to a few days) due to atmospheric forcing and estimate the adequacy of available tools to observe and simulate these processes. We first determine whether a coastal altimetric dataset (based on TOPEX/Poseidon and Jason-1 alongtrack data) can detect occurrences of a slope current (the Iberian Poleward Current, IPC). The results show the ability of altimetry to monitor IPC pulses under any atmospheric conditions or when the SST signature is weak, that makes it as an essential component for the IPC observing system in addition to satellite SST and mooring data. Then, we analyse the ocean response to storm Klaus that occurred on January 24th 2009 and its representation in a numerical simulation. More specifically, we characterize the response in temperature and salinity and the vertical mixing processes, the response in surface currents and the surge associated to the windstorm. The realism of the numerical simulation to represent these processes is evaluated by comparisons with satellite and in situ observations. Besides, a large part of the study is dedicated to improve the numerical simulations making several tests on parametrisations.; Dans cette thèse je me suis intéressée à l'observabilité de la variabilité de la dynamique océanique de surface du Golfe de Gascogne à partir d'observations satellite et in situ et de simulations numériques basées sur le code SYMPHONIE. Les objectifs sont d'améliorer notre connaissance des processus haute fréquence (de quelques heures à quelques jours) forcés par l'atmosphère et d'évaluer l'adéquation des outils disponibles pour l'observation et la représentation de ces processus. Dans une première approche, j'ai estimé la capacité d'un jeu de données altimétriques côtier à observer la variabilité de l'Iberian Poleward Current (IPC) durant l'hiver 2004. Les résultats ont montré qu'un tel jeu de données était capable de détecter les pulses de l'IPC et que l'altimétrie est un outil complémentaire aux observations de SST et in situ pour le suivi de l'IPC. Dans une seconde approche, j'ai étudié la réponse de l'océan au passage de la tempête Klaus du 24 janvier 2009 simulée par le modèle. J'ai caractérisé la réponse en température et salinité et les processus de mélange associés, la réponse en courant de surface et le phénomène de surcote. Le réalisme du modèle a été évalué par comparaison avec des observations satellites et in situ. Une part importante de mon travail a été accordée à l'amélioration des performances de ma configuration du modèle avec la réalisation de tests sur les paramétrisations.
Published: 2012

14. Modeling and observation of high frequency dynamics of the circulation in the Bay of Biscay

Author: Herbert, Gaëlle, Echanges Côte-Large (ECOLA), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paul Sabatier - Toulouse III, and Florent Lyard
Subjects: Golfe de Gascogne, [PHYS.PHYS.PHYS-AO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atmospheric and Oceanic Physics [physics.ao-ph], observations in situ, tempête Klaus, SYMPHONIE numerical simulation, atmospheric forcing, Circulation océanique côtière, simulation numérique, Bay of Biscay, altimétrie, in situ observations, altimetry, Coastal ocean circulation, Iberian Poleward Current, forçage atmosphérique, storm Klaus
Abstract: We analyse the variability of winter upper circulation in the southern Bay of Biscay from satellite and in situ observations and numerical simulations based on the SYMPHONIE code. We aim to get a better insight on the high frequency dynamics (a few hours to a few days) due to atmospheric forcing and estimate the adequacy of available tools to observe and simulate these processes. We first determine whether a coastal altimetric dataset (based on TOPEX/Poseidon and Jason-1 alongtrack data) can detect occurrences of a slope current (the Iberian Poleward Current, IPC). The results show the ability of altimetry to monitor IPC pulses under any atmospheric conditions or when the SST signature is weak, that makes it as an essential component for the IPC observing system in addition to satellite SST and mooring data. Then, we analyse the ocean response to storm Klaus that occurred on January 24th 2009 and its representation in a numerical simulation. More specifically, we characterize the response in temperature and salinity and the vertical mixing processes, the response in surface currents and the surge associated to the windstorm. The realism of the numerical simulation to represent these processes is evaluated by comparisons with satellite and in situ observations. Besides, a large part of the study is dedicated to improve the numerical simulations making several tests on parametrisations.; Dans cette thèse je me suis intéressée à l'observabilité de la variabilité de la dynamique océanique de surface du Golfe de Gascogne à partir d'observations satellite et in situ et de simulations numériques basées sur le code SYMPHONIE. Les objectifs sont d'améliorer notre connaissance des processus haute fréquence (de quelques heures à quelques jours) forcés par l'atmosphère et d'évaluer l'adéquation des outils disponibles pour l'observation et la représentation de ces processus. Dans une première approche, j'ai estimé la capacité d'un jeu de données altimétriques côtier à observer la variabilité de l'Iberian Poleward Current (IPC) durant l'hiver 2004. Les résultats ont montré qu'un tel jeu de données était capable de détecter les pulses de l'IPC et que l'altimétrie est un outil complémentaire aux observations de SST et in situ pour le suivi de l'IPC. Dans une seconde approche, j'ai étudié la réponse de l'océan au passage de la tempête Klaus du 24 janvier 2009 simulée par le modèle. J'ai caractérisé la réponse en température et salinité et les processus de mélange associés, la réponse en courant de surface et le phénomène de surcote. Le réalisme du modèle a été évalué par comparaison avec des observations satellites et in situ. Une part importante de mon travail a été accordée à l'amélioration des performances de ma configuration du modèle avec la réalisation de tests sur les paramétrisations.
Published: 2012

15. Ajustement optimal des paramètres de forçage atmosphérique par assimilation de données de température de surface pour des simulations océaniques globales

Author: Meinvielle, Marion, Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels [Grenoble] (LEGI), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Université de Grenoble, Pierre Brasseur, and Bernard Barnier
Subjects: Sequential data assimilation, Sea surface temperature, Ocean modeling, Flux air-mer, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Air-sea fluxes, Forçage atmosphérique, Atmospheric forcing, Température de surface de l'océan, Modélisation océanique, Assimilation de données séquentielle
Abstract: Sea surface temperature (SST) is more accurately observed from space than near-surface atmospheric variables and air-sea fluxes. But ocean general circulation models for operational forecasting or simulations of the recent ocean variability use, as surface boundary conditions, bulk formulae which do not directly involve the observed SST. In brief, models do not use explicitly in their forcing one of the best observed ocean surface variable, except when assimilated to correct the model state. This classical approach presents however some inconsistency between the “assimilated” solution of the model and the “forced” one. The objective of this research is to develop in a realistic context a new assimilation scheme based on statistical methods that will use SST satellite observations to constrain (within observation-based air-sea flux uncertainties) the surface forcing function (surface atmospheric input variables) of ocean circulation simulations. The idea is to estimate a set of corrections for the atmospheric input data from ERAinterim reanalysis that cover the period from 1989 to 2007. We use a sequential method based on the SEEK filter, with an ensemble experiment to evaluate parameters uncertainties. The control vector is extended to correct forcing parameters (air temperature, air humidity, downward longwave and shortwave radiations, precipitation, wind velocity). Over experiments of one month duration, we assimilate observed monthly SST products (Hurrel, 2008) and SSS seasonal climatology (Levitus, 1994) data, to obtain monthly parameters corrections that we can use in a free run model This study shows that we can thus produce in a realistic case, on a global scale, and over a large time period, an optimal flux correction set that improves the forcing function of an ocean model using sea surface observations.; La température de surface de l'océan (SST) est depuis l'avènement des satellites, l'une des variables océaniques la mieux observée. Les modèles réalistes de circulation générale océanique ne la prennent pourtant pas en compte explicitement dans leur fonction de forçage. Dans cette dernière, seules interviennent les variables atmosphériques à proximité de la surface (température, humidité, vitesse du vent, radiations descendantes et précipitations) connues pour être entachées d'incertitudes importantes dès lors qu'on considère l'objectif d'étudier la variabilité à long terme de l'océan et son rôle climatique. La SST est alors classiquement utilisée en assimilation de données pour contraindre l'état du modèle vers une solution en accord avec les observations mais sans corriger la fonction de forçage. Cette approche présente cependant les inconvénients de l'incohérence existant potentiellement entre la solution « forcée » et « assimilée ». On se propose dans cette thèse de développer dans un contexte réaliste une méthode d'assimilation de données de SST observée pour corriger les paramètres de forçage atmosphérique sans correction de l'état océanique. Le jeu de forçage faisant l'objet de ces corrections est composé des variables atmosphériques issues de la réanalyse ERAinterim entre 1989 et 2007. On utilise pour l'estimation de paramètres une méthode séquentielle basée sur le filtre de Kalman, où le vecteur d'état est augmenté des variables de forçage dont la distribution de probabilité a priori est évaluée via des expériences d'ensemble. On évalue ainsi des corrections de forçage mensuelles applicables dans un modèle libre pour la période 1989-2007 en assimilant la SST issue de la base de données de Hurrel (Hurrel, 2008), ainsi qu'une climatologie de salinité de surface (Levitus, 1994). Cette étude démontre la faisabilité d'une telle démarche dans un contexte réaliste, ainsi que l'amélioration de la représentation des flux océan-atmosphère par l'exploitation d'observations de la surface de l'océan.
Published: 2012

16. Echanges between the Arctic Ocean and the North Atlantic: Origin, variability and impact in the Nordic Seas

Author: Lique, Camille, Lique, Camille, Laboratoire de physique des océans (LPO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bretagne occidentale - Brest, and Anne-Marie Tréguier
Subjects: [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Bilan d'eau douce, Atmospheric forcing, Forçages atmosphériques, [SDU.OCEAN] Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Sea ice, Analyse Lagrangienne, Numerical model, Freshwater flux, Modèle numérique, Flux d'eau douce, Arctic Ocean, Lagrangian analysis, Océan Arctique, Glace de mer, Freshwater budget
Abstract: While perhaps the most obvious, ice retreat is just one aspect of a changing Arctic system. The Arctic Ocean is also undergoing unprecedented modifications, that mostly affect its heat and freshwater budgets. As the signal of Arctic change is expected to have its major climatic impact by reaching south the subarctic seas, on either side of Greenland, to modulate the Atlantic thermohaline circulation, the objective of this thesis is to investigate the variability of the exports of volume, heat, freshwater and sea-ice from the Arctic Ocean to the North Atlantic. First, a realistic simulation from 1958 to 2002 run with a global ocean/sea-ice model is used to investigate some aspects of the variability of the Arctic freshwater budget, trying to understand which component of the balance is responsible for the variability of the Arctic freshwater content. We also examine the variability of the freshwater exports to the North Atlantic and we find that this variability is controlled differently on both sides of Greenland: whilst freshwater transport variations across Davis Strait are completely determined by the variations of the total volume flux, the salinity variations due to the ice ocean flux north of Greenland are responsible for a significant part of the freshwater export variability through Fram Strait. Afterward, a simulation run with a fully assimilated model of the very recent period is used to explore the possible consequences of the 2007 sea ice extent minimum on the Arctic Ocean freshwater content. Then, the origins of the water masses exported from the Arctic to the North Atlantic along both sides of Greenland are investigated, using an original numerical method. A quantitative Lagrangian analysis is applied to the monthly climatological 3D output of a global ocean/sea-ice high resolution model. It allows quantification of the different branches of the export to the North Atlantic, as well as related timescales and water mass transformations. A complete and coherent scheme of circulation for the Arctic is proposed, and the role of the Barents Sea for the transformation of the Atlantic inflow is emphasized. Last, we examine the relative influences of the different atmospheric fields (wind stress, heat and salt flux) on the variability of the Arctic sea ice volume. Sensitivity experiments run with a regional Arctic/North Atlantic model allow to investigate the spatial and temporal distributions of these influences., C'est sans doute en Arctique que le changement climatique est le plus visible, et semble affecter toutes les composantes du système Arctique, et notamment ses bilans d'eau douce et de chaleur. Alors que l'on s'attend à ce que le signal d'un changement local en Arctique ait son impact climatique le plus important lorsqu'il est exporté au sud d'un coté ou de l'autre du Groenland vers les mers subarctiques, où il peut moduler l'intensité de la circulation thermohaline, l'objectif de cette thèse est donc d'étudier les échanges de volume, de chaleur, d'eau douce et de glace de l'Océan Arctique vers l'Atlantique Nord. Tout d'abord, une simulation réaliste des années 1958 à 2002 basée sur un modèle global couplé glace/océan est utilisée pour étudier la variabilité du bilan d'eau douce en Arctique, afin de comprendre quelle composante de ce bilan contrôle les variations du contenu halin du bassin. On s'intéresse également à la variabilité des exports d'eau douce vers l'Atlantique Nord, et on montre que les exports d'eau douce vers l'Atlantique sont contrôlés par des mécanismes différents de part et d'autre du Groenland: dans les détroits canadiens, le transport de volume domine la variabilité, alors que salinité et courants contribuent à la variabilité dans le détroit de Fram. Par la suite, une réanalyse océanique des années récentes nous permet d'explorer les conséquences pour le contenu halin de l'Arctique du minimum record de l'extension de glace de l'été 2007. Une méthode numérique originale est ensuite utilisée pour comprendre l'origine des masses d'eau qui sont exportées de l'Arctique vers l'Atlantique Nord. On effectue ainsi une analyse lagrangienne qualitative à partir des sorties 3D mensuelles climatologiques d'un modèle global couplé glace/océan à haute résolution, qui permet de quantifier les contributions relatives des différentes branches de circulation à ces exports, ainsi que les échelles de temps et les transformations de masses d'eau associées. Un schéma complet de la circulation dans le bassin Arctique est ainsi proposé, et nous soulignons le rôle clé de la mer de Barents pour les transformations des eaux d'origine Atlantique. Enfin, nous examinons l'influence relative des différents forçages atmosphériques (vent, flux de chaleur et halins) sur les variations du volume de glace en Arctique. Des expériences de sensibilité sont réalisées à l'aide d'un modèle régional de l'Arctique et l'Atlantique Nord, permettant de mieux comprendre les distributions spatiales et temporelles des contributions des différents forçages atmosphériques.
Published: 2010

17. Impact of wind forcing on hydrodynamic circulation in the Gulf of Lions : high resolution modeling

Author: Schaeffer, Amandine, Scd, Toulon, Laboratoire de sondages électromagnétiques de l'environnement terrestre (LSEET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université du Sud Toulon Var, and Fraunié Philippe
Subjects: [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, haute résolution, high-resolution modeling, Physical oceanography, [SDU.OCEAN] Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, tourbillon méso-échelle, atmospheric forcing, océanographie physique, modélisation hydrodynamique, mer Méditerranée, Gulf of Lions, Golfe du Lion, mesoscale eddy, forçage atmosphérique, HF radars
Abstract: Many physical processes are involved in the Gulf of Lions hydrody- namics, Mediterranean Sea, exhibiting high spatial and temporal variability. Their generation is often linked to atmospheric conditions and in particular to wind forcing. This works aims at understanding this influence on small scale processes and investigates the relevance of high resolution atmospheric forcing for hydrodynamic modeling. Firstly, the impact of the local wind forcing on the generation of a mesoscale eddy, previously observed by HF radars, is evidenced. Several idealized configurations also allow to analyze the role of river discharge, background shelf circulation and bathymetric effects, through idealized numerical modeling. Then, different atmospheric models are assessed to drive hydrodynamic modeling in the Gulf of Lions, with distinctive resolutions. Iner- tial motions, internal oscillations and mesoscale variability are shown to be accentuated when using high-resolution forcing. The importance of wind spatial variability is also evidenced, in terms of upwelling system and shelf intrusions., L'hydrodynamique du Golfe du Lion, situé en Méditerranée Nord Occidentale, fait intervenir de nombreux processus physiques, présentant des échelles de variabilité spatiale et temporelle très hétérogènes. La plupart de ces processus sont générés en réponse aux conditions atmosphériques et en particulier au forçage du vent. Ce travail de thèse contribue à la compréhension de cet impact sur les processus de petit échelle et met en évidence l'intérêt de la haute-résolution de ces forçages. Dans un premier temps, une étude de processus a permis de mettre en évidence l'influence du vent sur la génération d'un tourbillon méso-échelle situé à l'Est du golfe, pécédemment observé par radars HF. Les influences respectives de la bathymétrie, des effets de flottabilité et de la circulation générale ont également été évaluées à l'aide de configurations idéalisées du modèle hydrodynamique MARS3D. Dans un deuxième temps, différents modèles atmosphériques, de résolutions différentes, ont été comparés en tant que forçage d'un modèle hydrodynamique réaliste du Golfe du Lion. D'un point de vue énergétique, les mouvements inertiels de la couche de surface, les oscillations de la thermocline et la variabilité méso-échelle de l'océan sont amplifiés avec le modèle atmosphérique haute- résolution AROME. Cette étude également permis de mettre en évidence l'importance de la variabilité spatiale du vent pour la génération de l'upwelling au Nord du plateau et les intrusions le long de la côte Ouest.
Published: 2010

18. An ERA40-based atmospheric forcing for global ocean circulation models

Author: Laurent Brodeau, Anne-Marie Tréguier, Sergei K. Gulev, Bernard Barnier, Thierry Penduff, Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels [Grenoble] (LEGI), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Laboratoire de physique des océans (LPO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Oceanography, Florida State University [Tallahassee] (FSU), Shirshov Institut of Oceanography, Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), P.P. Shirshov Institute of Oceanology (SIO), Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: Ocean, Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Hindcast, Weather reanalyzes, Oceanography, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, Computer Science (miscellaneous), Radiative transfer, 14. Life underwater, Precipitation, Atmospheric forcing, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 0105 earth and related environmental sciences, Global Drifter Program, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, 010505 oceanography, Ocean current, Air sea fluxes, Air-sea fluxes, Geotechnical Engineering and Engineering Geology, Sea surface temperature, Arctic, 13. Climate action, Satellite, Climatology, Environmental science
Abstract: We develop, calibrate and test a dataset intended to drive global ocean hindcasts simulations of the last five decades. This dataset provides surface meteorological variables needed to estimate air-sea fluxes and is built from 6-hourly surface atmospheric state variables of ERA40. We first compare the raw fields of ERA40 to the CORE.v1 clataset of Large and Yeager (2004). used here as a reference, and discuss our choice to use daily radiative fluxes and monthly precipitation products extracted from satellite data rather than their ERA40 counterparts. Both datasets lead to excessively high global imbalances of heat and freshwater fluxes when tested with a prescribed climatological sea surface temperature. After identifying unrealistic time discontinuities (induced by changes in the nature of assimilated observations) and obvious global and regional biases in ERA40 fields (by comparison to high quality observations), we propose a set of corrections. Tropical surface air humidity is decreased from 1979 onward, representation of Arctic surface air temperature is improved using recent observations and the wind is globally increased. These corrections lead to a significant decrease of the excessive positive global imbalance of heat. Radiation and precipitation fields are then submitted to a small adjustment (in zonal mean) that yields a near-zero global imbalance of heat and freshwater. A set of 47-year-long simulations is carried out with the coarse-resolution (2 degrees x 2 degrees) version of the NEMO OGCM to assess the sensitivity of the model to the proposed corrections. Model results show that each of the proposed correction contributes to improve the representation of central features of the global ocean circulation. (c) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Published: 2010
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19. Influence du forçage atmosphérique sur la représentation de la glace de mer et des eaux de plateau en Antarctique dans une étude de modélisation numérique

Author: Mathiot, Pierre, Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels [Grenoble] (LEGI), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph-Fourier - Grenoble I, Bernard Barnier(bernard.barnier@hmg.inpg.fr), DRAKKAR, Mathiot, Pierre, Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Eaux de plateau, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, [SDU.OCEAN] Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Physical oceanography, Antarctique, Plateforme de glace, Ice Shelves, Polynies, Numerical modeling, Océanographie physique, Vents catabatiques, Polynyas, Antarctic, Forçage atmosphérique, Atmospheric forcing, Modélisation numérique, Katabatic winds
Abstract: The representation in numerical models of dense shelf water formation and interaction between sea ice, ocean, and atmosphere are essential for realistic simulation of bottom water mass and thermohaline circulation. The purpose of this work is to improve the representation of basic processes controling the formation and modification of shelf dense water in Antarctic like sea ice, ice shelves and forcing fields in NEMO ocean/sea-ice model. Series of realistic simulations show that fine tuning for the sea ice model, ice shelf parametrization, and katabatic winds correction have a positive impact on simulated sea ice, polynya and shelf water properties. However, these improvements are not able to correct all initial flaws. Other simulations are carried out, to test the effect of adifferent atmospheric forcing obtained from a regional downscaling of global reanalysis ERA40 in Antarctic area, performed with a regional mesoscale atmospheric model. This work shows that turbulent atmospheric variables (temperature, humidity and wind) have a strong positive impacts on sea ice and shelf water properties. This impact is greater that the tuning, parametrization and correction performed previously. Nevertheless, great effort are yet necessary to produce the regional forcing fields that sea-ice and ice shelves require., La représentation dans un modèle numérique de la circulation générale océanique de la formation des eaux denses de plateau et des intéractions entre la glace de mer, l'océan et l'atmosphère en Antarctique est indispensable pour une simulation réaliste des masses d'eau profonde et de la circulation thermohaline de l'océan global. Dans ce travail, j'ai cherché à améliorer la modélisation des phénomènes importants pour la formation et la modification des eaux denses présentes sur le plateau continental antarctique (glace de mer, ice shelves, forçage atmosphérique) dans le code d'océan/glace de mer NEMO. J'ai montré, avec des simulations régionales réalistes, que les réglages fins proposés pour le modèle de glace, l'implémentation de la paramétrisation des ice shelves, ainsi qu'une meilleure représentation des vents catabatiques ont chacun des impacts positifs sur les propriétés de la glace de mer, des polynies et des eaux de plateau. Cependant, les défauts initiaux ne sont pas totalement corrigés. Afin de rectifier les problèmes restants, des simulations sont effectuées avec un forçage atmosphérique adapté au continent Antarctique par un downscaling des réanalyses atmosphériques globales ERA40 réalisé par un modèle atmosphérique de mésoechelle. Ces simulations montrent que des améliorations bien plus importantes que celles réalisées précédemment peuvent être obtenues en changeant la température, l'humidité et le vent de surface, autant en terme de glace de mer que de densité de masses d'eau présentes sur le plateau continental. Malgré ces perfectionnements, des efforts importants restent à faire au niveau du forçage atmosphérique, du modèle de glace et des ice shelves
Published: 2009

20. Coordinated Ocean-ice Reference Experiments (COREs)

Author: Markus Scheinert, Claus W. Böning, Anne-Marie Tréguier, Michael Winton, William G. Large, Gokhan Danabasoglu, Stephen M. Griffies, Alex Sen Gupta, Camiel Severijns, Wilco Hazeleger, Stephen Yeager, Bonita L. Samuels, Anna Pirani, Arne Biastoch, Johann H. Jungclaus, Rüdiger Gerdes, Robert Hallberg, Matthew H. England, Gurvan Madec, Frank O. Bryan, Eric P. Chassignet, Jianjun Yin, Harper L. Simmons, Helmuth Haak, NOAA Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR), National Center for Atmospheric Research [Boulder] (NCAR), Center for Ocean-Atmospheric Prediction Studies (COAPS), Florida State University [Tallahassee] (FSU), Climate Change Research Centre [Sydney] (CCRC), University of New South Wales [Sydney] (UNSW), Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M), Max-Planck-Gesellschaft, Royal Netherlands Meteorological Institute (KNMI), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), International CLIVAR, Princeton University, International Arctic Research Center (IARC), University of Alaska [Fairbanks] (UAF), Laboratoire de physique des océans (LPO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Subjects: Atmospheric Science, Global ocean-ice modelling, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, Flux, Oceanography, 01 natural sciences, Physics::Geophysics, Circulation stability, Analysis diagnostics, Computer Science (miscellaneous), Sea ice, Model development, 14. Life underwater, Model configuration, Atmospheric forcing, Physics::Atmospheric and Oceanic Physics, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 0105 earth and related environmental sciences, geography, Forcing (recursion theory), geography.geographical_feature_category, 010505 oceanography, Model comparison, Geotechnical Engineering and Engineering Geology, Annual cycle, Atmospheric research, Experimental design, World ocean, 13. Climate action, Climatology, Environmental science, Astrophysics::Earth and Planetary Astrophysics
Abstract: International audience; Coordinated Ocean-ice Reference Experiments (COREs) are presented as a tool to explore the behaviour of global ocean-ice models under forcing from a common atmospheric dataset. We highlight issues arising when designing coupled global ocean and sea ice experiments, such as difficulties formulating a consistent forcing methodology and experimental protocol. Particular focus is given to the hydrological forcing, the details of which are key to realizing simulations with stable meridional overturning circulations. The atmospheric forcing from [Large, W., Yeager, S., 2004. Diurnal to decadal global forcing for ocean and sea-ice models: the data sets and flux climatologies. NCAR Technical Note: NCAR/TN-460+STR. CGD Division of the National Center for Atmospheric Research] was developed for coupled-ocean and sea ice models. We found it to be suitable for our purposes, even though its evaluation originally focussed more on the ocean than on the sea-ice. Simulations with this atmospheric forcing are presented from seven global ocean-ice models using the CORE-I design (repeating annual cycle of atmospheric forcing for 500 years). These simulations test the hypothesis that global ocean-ice models run under the same atmospheric state produce qualitatively similar simulations. The validity of this hypothesis is shown to depend on the chosen diagnostic. The CORE simulations provide feedback to the fidelity of the atmospheric forcing and model configuration, with identification of biases promoting avenues for forcing dataset and/or model development.
Published: 2009
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21. Contribution à l'Amélioration de la Fonction de Forçage des Modèles de Circulation Générale Océanique

Author: Brodeau, Laurent, Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels [Grenoble] (LEGI), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Université Joseph-Fourier - Grenoble I, Bernard Barnier(Bernard.Barnier@hmg.inpg.fr), and DRAKKAR
Subjects: Bilan d'eau douce, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Flux turbulents, Physical oceanography, Flux radiatifs, Turbulent fluxes, Air-sea interactions, Radiative fluxes, Interactions air-mer, Variabilité inter-annuelle, Numerical modeling, Océanographie physique, Couche limite planétaire, Forçage atmosphérique, Atmospheric forcing, Modélisation numérique, Planetary boundary layer, Inter-annual variability
Abstract: The present work focuses on improving the atmospheric forcing function used to drive ocean general circulation hindcasts of the last five decades. First, the behavior of the main parameterizations used to estimate surface fluxes that provide surface boundary conditions to OGCMs is studied in detail. The NEMO ocean/sea-ice model is then used at a 2° coarse resolution to validate atmospheric datasets especially designed to drive the DRAKKAR hierarchy of high-resolution models. These new datasets include, over the period 1958-2004, corrected surface atmospheric fields from ERA-40, a modified satellite radiation product from the ISCCP, and precipitation fields merging different global products. Relevant diagnostics tend to confirm that the simulation of several key features of the ocean circulation are significantly improved while driving DRAKKAR models with these new forcing sets.; Ce travail de thèse porte sur l'amélioration du forçage atmosphérique utilisé pour réaliser des simulations numériques inter-annuelles globales de l'état physique de l'océan durant les 5 dernières décennies. Après une étude détaillant et comparant le comportementde diverses paramétrisations utilisées pour estimer les flux de surface servant de conditions limites, le modèle de circulation générale de l'océan et des glaces de mer NEMO est utilisé sur sa configuration à 2° de résolution pour valider des jeux de données atmosphériques spécialement destinés au forçage des modèles haute résolution du projet DRAKKAR. Ces jeux de données combinent, sur une période allant de 1958 à 2004, des champs atmosphériques de surface corrigés issus de ERA-40, une recalibration des radiations satellitaires de L'ISCCP ainsi que des précipitations incorporant différents produits globaux. Divers diagnostics confirment que ces nouveaux forçages mènent à une meilleure simulation de certaines caractéristiques clefs de la circulation océanique globale.
Published: 2007

22. A Contribution to the Improvement of the Forcing Function of Ocean General Circulation Models

Author: Brodeau, Laurent, Brodeau, Laurent, Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels [Grenoble] (LEGI), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Université Joseph-Fourier - Grenoble I, Bernard Barnier(Bernard.Barnier@hmg.inpg.fr), and DRAKKAR
Subjects: [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Bilan d'eau douce, Flux turbulents, Physical oceanography, Flux radiatifs, [SDU.OCEAN] Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Turbulent fluxes, Air-sea interactions, Radiative fluxes, Interactions air-mer, Variabilité inter-annuelle, Numerical modeling, Océanographie physique, Couche limite planétaire, Forçage atmosphérique, Atmospheric forcing, Modélisation numérique, Planetary boundary layer, Inter-annual variability
Abstract: The present work focuses on improving the atmospheric forcing function used to drive ocean general circulation hindcasts of the last five decades. First, the behavior of the main parameterizations used to estimate surface fluxes that provide surface boundary conditions to OGCMs is studied in detail. The NEMO ocean/sea-ice model is then used at a 2° coarse resolution to validate atmospheric datasets especially designed to drive the DRAKKAR hierarchy of high-resolution models. These new datasets include, over the period 1958-2004, corrected surface atmospheric fields from ERA-40, a modified satellite radiation product from the ISCCP, and precipitation fields merging different global products. Relevant diagnostics tend to confirm that the simulation of several key features of the ocean circulation are significantly improved while driving DRAKKAR models with these new forcing sets., Ce travail de thèse porte sur l'amélioration du forçage atmosphérique utilisé pour réaliser des simulations numériques inter-annuelles globales de l'état physique de l'océan durant les 5 dernières décennies. Après une étude détaillant et comparant le comportementde diverses paramétrisations utilisées pour estimer les flux de surface servant de conditions limites, le modèle de circulation générale de l'océan et des glaces de mer NEMO est utilisé sur sa configuration à 2° de résolution pour valider des jeux de données atmosphériques spécialement destinés au forçage des modèles haute résolution du projet DRAKKAR. Ces jeux de données combinent, sur une période allant de 1958 à 2004, des champs atmosphériques de surface corrigés issus de ERA-40, une recalibration des radiations satellitaires de L'ISCCP ainsi que des précipitations incorporant différents produits globaux. Divers diagnostics confirment que ces nouveaux forçages mènent à une meilleure simulation de certaines caractéristiques clefs de la circulation océanique globale.
Published: 2007

23. Atmospheric forcing by ALADIN/MFSTEP and MFSTEP oriented tunings

Author: Radmila Brožková, M. Belluš, M. Derková, A. Farda, and EGU, Publication
Subjects: lcsh:GE1-350, Meteorology, [SDU.OCEAN] Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, lcsh:Geography. Anthropology. Recreation, Weather forecasting, Mode (statistics), Forcing (mathematics), Atmospheric forcing, computer.software_genre, Numerical weather prediction, lcsh:G, Climatology, Environmental science, computer, lcsh:Environmental sciences
Abstract: ALADIN/MFSTEP is a configuration of the numerical weather prediction (NWP) model ALADIN run in a dedicated real-time mode for the purposes of the MFSTEP Project. A special attention was paid to the quality of atmospheric fluxes used for the forcing of fine-scale oceanographic models. This paper describes the novelties applied in ALADIN/MFSTEP initiated by the MFSTEP demands, leading also to improvements in general weather forecasting.
Published: 2006

24. Vertical structure variability in the equatorial Pacific before and after the Pacific climate shift of the 1970s

Author: Boris Dewitte, Sang-Wook Yeh, Byung-Kwon Moon, Jong Ghap Jhun, Ben P. Kirtman, In-Sik Kang, School of Earth and Environmental Sciences [Seoul] (SEES), Seoul National University [Seoul] (SNU), Center for Ocean-Land-Atmosphere Studies (COLA), Echanges Côte-Large (ECOLA), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), School of Earth and Environmental Sciences [Seoul] ( SEES ), Seoul National University [Seoul], Center for Ocean-Land-Atmosphere Studies, ECOLA LEGOS, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales ( LEGOS ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National d'Etudes Spatiales ( CNES ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National d'Etudes Spatiales ( CNES ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Climate Environment System Research Center [Seoul] ( CES ), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [ SDU.STU.OC ] Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 010505 oceanography, Baroclinity, Climate shift, Stratification (water), Atmospheric forcing, Surface pressure, 01 natural sciences, Pacific ocean, Geophysics, El Niño Southern Oscillation, Amplitude, 13. Climate action, Climatology, General Earth and Planetary Sciences, Geology, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: International audience; Oceanic baroclinic modes in the equatorial Pacific are estimated using results from the SODA system. Our result suggests that the vertical stratification increases at the upper levels after the late 1970s due to changes in the vertical temperature structure. After the late 1970s, the variability of the higher-order baroclinic mode contributions to current anomalies and surface pressure significantly increases in the central equatorial Pacific. This is associated with an increase of the dominant period of the ENSO variability. Simple coupled model experiments indicate that when atmospheric forcing projects more onto the higher baroclinic modes according to the results of the SODA decomposition, the amplitude and dominant period of ENSO increase similarly to what is observed at the Pacific decadal shift. Our results support that the changes in the behavior of ENSO after the late 1970s are associated with oceanic vertical structural changes in temperature that tend to increase the contribution of higher-order baroclinic modes.
Published: 2004
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24 results on '"Atmospheric forcing"'

1. Motores de circulación y estratificación durante la estación de verano en la bahía de afloramiento de Paracas (Perú): Un estudio de modelización

2. Locally and Remotely Forced Subtropical AMOC Variability: A Matter of Time Scales

3. Trends of Coastal Sea Level Between 1993 and 2015: Imprints of Atmospheric Forcing and Oceanic Chaos

4. Interannual Variability of Upper Ocean Water Masses as Inferred From Argo Array

5. Major driver leading to winter SST variability in the Kuroshio recirculation gyre region and its decadal changes: Refreshening versus spring‐initiated reemergence processes

6. A global probabilistic study of the ocean heat content low-frequency variability: Atmospheric forcing versus oceanic chaos

7. Spatio-temporal decomposition of satellite-derived SST-SSH fields: links between surface data and ocean interior dynamics in the Agulhas region

8. North Atlantic simulations in Coordinated Ocean-ice Reference Experiments phase II (CORE-II). Part II: Inter-annual to decadal variability

9. Active AMOC–NAO coupling in the IPSL-CM5A-MR climate model

10. Intrinsic Variability of the Atlantic Meridional Overturning Circulation at Interannual-to-Multidecadal Time Scales

11. From daily climatic scenarios to hourly atmospheric forcing fields to force Soil-Vegetation-Atmosphere transfer models

12. North Atlantic simulations in Coordinated Ocean-ice Reference Experiments phase II (CORE-II). Part I: Mean states

13. Modélisation et observation de la dynamique haute fréquence de la circulation du Golfe de Gascogne

14. Modeling and observation of high frequency dynamics of the circulation in the Bay of Biscay

15. Ajustement optimal des paramètres de forçage atmosphérique par assimilation de données de température de surface pour des simulations océaniques globales

16. Echanges between the Arctic Ocean and the North Atlantic: Origin, variability and impact in the Nordic Seas

17. Impact of wind forcing on hydrodynamic circulation in the Gulf of Lions : high resolution modeling

18. An ERA40-based atmospheric forcing for global ocean circulation models

19. Influence du forçage atmosphérique sur la représentation de la glace de mer et des eaux de plateau en Antarctique dans une étude de modélisation numérique

20. Coordinated Ocean-ice Reference Experiments (COREs)

21. Contribution à l'Amélioration de la Fonction de Forçage des Modèles de Circulation Générale Océanique

22. A Contribution to the Improvement of the Forcing Function of Ocean General Circulation Models

23. Atmospheric forcing by ALADIN/MFSTEP and MFSTEP oriented tunings

24. Vertical structure variability in the equatorial Pacific before and after the Pacific climate shift of the 1970s

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