Search

The Los Alamos Sea Ice Model (CICE) is used by several Earth system models where sea ice boundary conditions are not necessary, given their global scope. However, regional and local implementations of sea ice models require boundary conditions describing the time changes of the sea ice and snow being exchanged across the boundaries of the model domain. The physical detail of these boundary conditions regarding, for example, the usage of different sea ice thickness categories or the vertical resolution of thermodynamic properties, must be considered when matching them with the requirements of the sea ice model. Available satellite products do not include all required data. Therefore, the most straightforward way of getting sea ice boundary conditions is from a larger-scale model. The main goal of our study is to describe and evaluate the implementation of time-varying sea ice boundaries in the CICE model using two regional coupled ocean–sea ice models, both covering a large part of the Barents Sea and areas around Svalbard: the Barents-2.5 km, implemented at the Norwegian Meteorological Institute (MET), and the Svalbard 4 km (S4K) model, implemented at the Norwegian Polar Institute (NPI). We use the TOPAZ4 model and a Pan-Arctic 4 km resolution model (A4) to generate the boundary conditions for the sea ice and the ocean. The Barents-2.5 km model is MET’s main forecasting model for ocean state and sea ice in the Barents Sea. The S4K model covers a similar domain but it is used mainly for research purposes. Obtained results show significant improvements in the performance of the Barents-2.5 km model after the implementation of the time-varying boundary conditions. The performance of the S4K model in terms of sea ice and snow thickness is comparable to that of the TOPAZ4 system but with more accurate results regarding the oceanic component because of using ocean boundary conditions from the A4 model. The implementation of time-varying boundary conditions described in this study is similar regardless of the CICE versions used in different models. The main challenge remains the handling of data from larger models before its usage as boundary conditions for regional/local sea ice models, since mismatches between available model products from the former and specific requirements of the latter are expected, implying case-specific approaches and different assumptions. Ideally, model setups should be as similar as possible to allow a smoother transition from larger to smaller domains. Implementation and evaluation of open boundary conditions for sea ice in a regional coupled ocean (ROMS) and sea ice (CICE) modeling system

The assimilation of ocean temperature measurements into ocean models provides useful insights on how to design heterogeneous ocean observation systems. In systems of this kind, ocean models can be complemented with multiscale operational assets such as satellites and in-situ unmanned vehicles. In this article, the authors simulate three different ocean model domains with horizontal resolutions of 20 km, 4 km and 800 m. The assimilated data sets are a global observation product including sea surface temperature, a vertical temperature profile measurement data set from the Norwegian Sea, and sea surface temperature measurements from an unmanned surface vehicle operating in the coastal waters of Frohavet (Central Norway). The key outcomes of the study suggest that global covering data sets should be assimilated in coarse model domains when available, while the intermediate and local data sets can be assimilated if they are covering areas of specific interest, and can be omitted otherwise.

High concentrations of microplastic particles are reported across the Arctic Ocean–yet no meaningful point sources, suspension timelines, or accumulation areas have been identified. Here we use Lagrangian particle advection simulations to model the transport of buoyant microplastic from northern European rivers to the high Arctic, and compare model results to the flux of sampled synthetic particles across the main entrance to the Arctic Ocean. We report widespread dispersal along the Eurasian continental shelf, across the North Pole, and back into the Nordic Seas; with accumulation zones over the Nansen basin, the Laptev Sea, and the ocean gyres of the Nordic Seas. The equal distribution of sampled synthetic particles across water masses covering a wide time frame of anthropogenic influence suggests a system in full saturation rather than pronounced injection from European sources, through a complex circulation scheme connecting the entire Arctic Mediterranean. This circulation of microplastic through Arctic ecosystems may have large consequences to natural ecosystem health, highlighting an ever-increasing need for better waste management.

Gytefelt er et nøkkelområde for reproduksjon hos fisk, og gytefelt for kysttorsk kartlegges gjennom ”Nasjonalt program for kartlegging av marine naturtyper”. Målsettingen med kartleggingen er å stedfeste og verdisette gytefelt for bruk og forvaltning. I denne studien går vi gjennom datagrunnlaget for kartlegging av gytefelt, både intervjubasert lokal økologisk kunnskap og feltinnsamling av eggprøver. Vi diskuterer hvordan gytefelt lokaliseres på bakgrunn av intervju og tettheter av egg og hvordan driften av eggene estimeres gjennom bruk av oseanografiske modeller. Alle gytefeltene verdisettes på bakgrunn av mengder av egg og drift av egg mellom områder. Vi diskuterer også øvrige undersøkelser som gjøres i forbindelse med gytefeltene, som genetiske undersøkelser for å skille ulike arter og for å skille kysttorsk og skrei.

The Climate – Fish Programme

I en ny undersøkelse av global marin biodiversitet er det vist at det i østre Atlanterhavet er registrert 12 270 ulike arter; 28 % planteplankton og storalger, 18 % krepsdyr, 13 % børstemark, 11 % bløtdyr, mens fisk utgjør 9 % og andre ryggradsdyr utenom fisk bare 2 % (Webber et al. 2010). Undersøkelsen viser også at det er i dyphavet og på dypere sjøbunn færrest arter er kjent. I utkanten av østre Atlanterhavet ligger den norske økonomiske sonen med en enorm utstrekning som dekker havområder fra den grunne og tempererte Nordsjøen, via det dype norskehavet til polare havområder under isen i Barentshavet (Fig. 2.1). Området omfatter fire havområder, Skagerrak, Nordsjøen, Norskehavet og Barentshavet som hver for seg har helt spesielle karaktertrekk, men også fellestrekk som klart skiller dem fra andre naturtyper. Beskrivelsene nedenfor er hentet fra Gjøsæter et al. 2009; Gjøsæter et al. 2010; Sunnanå et al. 2010.

Contributor: Einar Svendsen

A variety of advection schemes suitable for use on unstructured triangular grids have been investigated for possible use in coastal ocean models based on the results of a literature survey. Idealised test cases were conducted in one and two dimensions to assess performance of the candidate schemes. One scheme, the finite element fluxcorrected transport algorithm was implemented in a three-dimensional finite element ocean model and tested on an idealised and an actual estuarine/river plume application. An article describing the results of the study is currently in preparation for submission to a refereed journal. NORSK SAMMENDRAG: Flere ulike adveksjonsskjema til bruk for ustrukturert gitter er testet med det formål å vurdere deres egnethet til bruk i numeriske havmodeller. De ulike skjemaene er testet på flere ulike idealiserte test problemer i både en og to dimensjoner. Til slutt er et av skjemaene, endelig element fluks korrigert transport, implementert i en tre-dimensjonal endelig element havmodell, og testet både på et idealisert og et realistisk tilfelle hvor ferskvann fra en elv møter saltere vann utenfor kysten.

De siste årene har en havmodell basert på Blumberg og Mellors ECOM3D blitt benyttet ved Havforskningsinstituttet. Dette er en populær modell som blir benyttet ved en rekke institusjoner både nasjonalt og internasjonalt. Basert på de erfaringene en har gjort er det imidlertid mulig å peke på flere svakheter ved modellen. Med dette som utgangspunkt har men i et samarbeid mellom Universitetet i Bergen og Havforskningsinstituttet arbeidet for å utvikle en ny og bedre havmodell. I den nye modellen har man beholdt det beste av ECOM3D, samtidig som flere av de mindre gode delene er blitt erstattet. Denne rapporten er en dokumentasjon av versjon 1 av modellen.

For vinter/vår sesongen i årene 1987/88 til l992/93 har vi simulert og kvantifisert variasjoner i mengdene av vannmasser fra Tyskebukta, Østersjøen og Nordsjøen som transporteres til ytre Oslofjord. Resultatene er i stor grad gitt i henhold til et vertikalt snitt mellom Larvik og Kosterøyene der det også vises til årlige variasjoner i den horisontale og vertikale fordelingen av strøm og vannmasser i april hvert år. Transportberegningene av Tyskebuktvann og Østersjøvann viser meget store korttidsvariasjoner, opp til 10.000 m3s-1 i løpet av få dager, samt store variasjoner fra måned til måned og fra år til år. Midlere maksimale konsentrasjor av Tyskebuktvann i Skagerrak ved ytre Oslofjord i april er typisk 1-2%, mens Østersjøvannet har konsentrasjoner på 3-6%.