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Impact of wave-dependent stress on storm surge simulations in the North Sea: Ocean model evaluation against in situ and satellite observations

Authors :
Lucia Pineau-Guillou
Fabrice Ardhuin
Florent Lyard
Bertrand Chapron
Marie-Noëlle Bouin
Jean-Raymond Bidlot
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)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre national de recherches météorologiques (CNRM)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-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 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)-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)
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)-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)
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)
Source :
Ocean Modelling, Ocean Modelling, Elsevier, 2020, 154, pp.101694-. ⟨10.1016/j.ocemod.2020.101694⟩, Ocean Modelling (1463-5003) (Elsevier BV), 2020-10, Vol. 154, P. 101694 (14p.), Ocean Modelling, 2020, 154, pp.101694-. ⟨10.1016/j.ocemod.2020.101694⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
Elsevier BV, 2020.

Abstract

We investigate the impact of wave-dependent stress on surge modelling, from case studies in the North Sea, using a global ocean model forced with a wave-atmosphere coupled model. We select the storms with the largest surges and a range of sea state development from young to mature seas. The modelled surges are compared to tide gauges and altimeter data. The ocean model is able to accurately predict storm surges in coastal areas. The consistency of the model outputs, the altimeter, and the tide gauge data confirms the accuracy of altimeters for storm surge measurements. We show that using a wave-dependent rather than a wind-dependent only stress formulation gives more accurate surge simulations when the sea state is young and the sea rougher. Taking into account the waves in the stress formulation has a significant impact on the surges (up to 20 cm).

Details

ISSN :
14635003
Volume :
154
Database :
OpenAIRE
Journal :
Ocean Modelling
Accession number :
edsair.doi.dedup.....ffdcdbb112d2d8add3cea5ec53e061f8
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2020.101694