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Observations of flooding and snow-ice formation in a thinner Arctic sea ice regime during the N-ICE2015 campaign: Influence of basal ice melt and storms

Authors :
Provost, Christine
Sennéchael, Nathalie
Miguet, Jonas
Itkin, Polona
Rösel, Anja
Koenig, Zoé
Villacieros Robineau, Nicolas
Granskog, Mats A.
Austral, Boréal et Carbone (ABC)
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)
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))
Norwegian Polar Institute
Source :
Journal of Geophysical Research. Oceans, Journal of Geophysical Research. Oceans, Wiley-Blackwell, 2017, 122 (9), pp.7115-7134. ⟨10.1002/2016JC012011⟩, Journal of Geophysical Research. Oceans, 2017, 122 (9), pp.7115-7134. ⟨10.1002/2016JC012011⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

Seven ice mass balance instruments deployed near 83°N on different first-year and second-year ice floes, representing variable snow and ice conditions, documented the evolution of snow and ice conditions in the Arctic Ocean north of Svalbard in January–March 2015. Frequent profiles of temperature and thermal diffusivity proxy were recorded to distinguish changes in snow depth and ice thickness with 2 cm vertical resolution. Four instruments documented flooding and snow-ice formation. Flooding was clearly detectable in the simultaneous changes in thermal diffusivity proxy, increased temperature, and heat propagation through the underlying ice. Slush then progressively transformed into snow-ice. Flooding resulted from two different processes: (i) after storm-induced breakup of snow-loaded floes and (ii) after loss of buoyancy due to basal ice melt. In the case of breakup, when the ice was cold and not permeable, rapid flooding, probably due to lateral intrusion of seawater, led to slush and snow-ice layers at the ocean freezing temperature (−1.88°C). After the storm, the instruments documented basal sea-ice melt over warm Atlantic waters and ocean-to-ice heat flux peaked at up to 400 W m−2. The warm ice was then permeable and flooding was more gradual probably involving vertical intrusion of brines and led to colder slush and snow-ice (−3°C). The N-ICE2015 campaign provided the first documentation of significant flooding and snow-ice formation in the Arctic ice pack as the slush partially refroze. Snow-ice formation may become a more frequently observed process in a thinner ice Arctic.

Details

Language :
English
ISSN :
21699275 and 21699291
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Geophysical Research. Oceans, Journal of Geophysical Research. Oceans, Wiley-Blackwell, 2017, 122 (9), pp.7115-7134. ⟨10.1002/2016JC012011⟩, Journal of Geophysical Research. Oceans, 2017, 122 (9), pp.7115-7134. ⟨10.1002/2016JC012011⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....59ed24752fcc4906337f74c1d6013c38