Impact of Thickness Assimilation on Concentration Bias of Sea Ice: Role of Nonlinear Ocean-sea Ice Fluxes
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2021
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English
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351-351(1쪽)
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The effect of assimilating satellite-based sea ice thickness (SIT) on the simulation of sea ice concentration (SIC) in the numerical sea ice model (CICE5) is explored using a data assimilation (DA) system based on the Ensemble Optimal Interpolation (EnOI). The satellite SIT data of CryoSat-2 and SMOS during 2011-2019 is assimilated, which significantly reduces the climatological bias of SIC as well as SIT.
Over the marginal ice zone (MIZ), the decrease in the climatological bias is significant during boreal winter season in which the SIT observation is available. The positive SIT bias shown in the control simulation is significantly reduced with SIT DA, and this reduces the positive SIC bias. On the other hand, over the inner ice zone (IIZ), the thickened SIT climatology during boreal winter season is led by SIT DA, which alleviates the melting of sea ice throughout the subsequent seasons to increase the SIC during subsequent boreal fall season. Therefore, the impact SIT DA on the SIC bias is robust during boreal fall season rather than winter season in which SIT observation is directly inserted.
To investigate the mechanism of SIC response caused by the SIT DA, the idealized experiments is performed by decreasing SIT in the constant magnitude over either the MIZ (less than 0.4 m) or IIZ (greater than 0.6 m). It is found that the flux terms at the ocean-sea ice interface led by SIT reduction act as a key to change SIC. The SIC determined by conductive heat flux from ice bottom to top surface increases in IIZ, while that in MIZ decreases by ice albedo effect and oceanic heat flux at the sea ice bottom boundary.
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