氷の熱力学と動力学の処理に対する全球海氷モデルの感度

一維上層海洋モデルに結合した全球熱力学‐動力学海氷モデルの物理の劣化に対する感度が調査された。海氷モデルの熱力学コンポーネントは、海氷の上に雪が存在すること、雪‐氷システム内の感熱および潜熱の蓄積、海氷熱力学へのサブグリッドスケールの雪および氷の厚さ分布の影響、雪深が雪‐氷界面を水面下に沈めるまで増加する際の雪の雪氷への変換、及び氷被覆内のリードやポリニア（開水域）存在を考慮する。氷の動力学は基本的にHibler 1979によって処理される。上層海洋モデルは、統合混合層モデルと浸透遷移のモデルで構成されている。海洋流による熱と塩分の移流は、水柱の温度と塩分を年平均データに戻すことで暗黙的に考慮されている。北極と南極の氷域を同時にシミュレーションするために、単一のパラメータ値セットが使用されることは非常に重要である。モデルによるコントロールランは、両方の氷塊の季節的な増減を合理的にシミュレーションすることを示している。感度研究は、（1）海氷の垂直的な成長と減少（雪と氷の熱的慣性、熱伝導、雪被覆）、（2）海氷の横方向の成長と減少（リードやポリニア）、および（3）海氷の動力学（氷の動きとせん断強度）に関連する物理プロセスに焦点を当てている。合計9つの感度実験が実施された。各実験は、コントロールランのコンピュータコードから特定のパラメータ化を削除するものであった。雪‐氷システムの熱的慣性は南極では無視できるが、北極では重要であり、海氷の総熱量は主にブラインポケット内の潜熱の内部蓄積によって決定され感熱の蓄積は非常に小さな意義を持つことが分かる。また、予測的雪層の導入および雪氷形成のスキームは南半球の海氷モデリングにとって重要であることも分かった。さらに、我々の結果は、サブグリッドスケールの雪および氷の厚さ分布の熱力学的効果、氷被覆内の開水域の存在、そして氷の動きが両方の氷塊の季節的挙動を決定する上で重要な役割を果たすことを示唆している。氷のせん断強度はあまり重要ではないように見えるが、両半球で無視できない効果を持つ。したがって、これらのすべてのプロセスは、全球気候モデルで表現されるべきである。