Coupling the U.K. Earth System Model to Dynamic Models of the Greenland and Antarctic Ice Sheets
Coupling the U.K. Earth System Model to Dynamic Models of the Greenland and Antarctic Ice Sheets
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将英国地球系统模型与格陵兰岛和南极冰盖的动态模型耦合
DOI：
10.1029/2021ms002520
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发表时间：
2021
影响因子：
6.8
通讯作者：
Smith R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Smith R
冰盖与其周围的大气和海洋之间的物理相互作用是决定气候系统状态的主要因素，但许多当前的地球系统模型完全忽略了它们或非常简单地处理它们。在这项工作中，我们描述了格陵兰岛和南极冰盖的模型如何被纳入全球英国。地球系统模型（UKESM 1）通过大量的技术发展，双向耦合，在组件模型之间传递能量和水的通量，以及冰盖表面和冰架底部的地形。运行模型可执行文件之外的基于文件的耦合始终用于在组件之间传递信息，我们表明这在UKESM 1结构中既物理上合适又方便。冰盖表面质量平衡在陆面模式中使用亚网格尺度海拔范围内的多层积雪进行计算，并与区域气候模式的结果进行了比较。冰架前部的排放形成冰山，冰山在海洋中漂流和融化。冰架基础质量平衡是使用完整的三维海洋模型表示的环流在冰架空腔模拟。我们展示了一系列示例结果，包括数百米冰盖高度和厚度变化的模拟，以及数十公里冰盖接地线和陆地终止边缘的变化，表明耦合模型在冰盖几何形状发生重大变化时计算稳定。
The physical interactions between ice sheets and the atmosphere and ocean around them are major factors in determining the state of the climate system, yet many current Earth System models omit them entirely or treat them very simply. In this work we describe how models of the Greenland and Antarctic ice sheets have been incorporated into the global U.K. Earth System model (UKESM1) via substantial technical developments with a two‐way coupling that passes fluxes of energy and water, and the topography of the ice sheet surface and ice shelf base, between the component models. File‐based coupling outside the running model executables is used throughout to pass information between the components, which we show is both physically appropriate and convenient within the UKESM1 structure. Ice sheet surface mass balance is computed in the land surface model using multi‐layer snowpacks in subgrid‐scale elevation ranges and compares well to the results of regional climate models. Ice shelf front discharge forms icebergs, which drift and melt in the ocean. Ice shelf basal mass balance is simulated using the full three‐dimensional ocean model representation of the circulation in ice‐shelf cavities. We show a range of example results, including from simulations with changes in ice sheet height and thickness of hundreds of meters, and changes in ice sheet grounding line and land‐terminating margin of many tens of kilometres, demonstrating that the coupled model is computationally stable when subject to significant changes in ice sheet geometry.
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DOI：
10.5194/tc-13-2597-2019
发表时间：
2019
期刊：
The Cryosphere
影响因子：
--
作者：
A. Riihelä;M. King;K. Anttila
通讯作者：
K. Anttila
影响因子：
2.9
作者：
Lee V
通讯作者：
Lee V
模拟冰川开始后大规模冰盖与气候的相互作用
影响因子：
4.3
作者：
Gregory J
通讯作者：
Gregory J
影响因子：
4.9
作者：
Beadling, R. L.;Russell, J. L.;Pandde, Amarjiit
通讯作者：
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DOI：
10.5194/tc-2020-89
发表时间：
2020-04
期刊：
The Cryosphere
影响因子：
--
作者：
J. Gregory;S. George;Robin S. Smith
通讯作者：
J. Gregory;S. George;Robin S. Smith