Improved consistency between the modelling of ocean optics, biogeochemistry and physics, and its impact on the North-West European Shelf seas
Improved consistency between the modelling of ocean optics, biogeochemistry and physics, and its impact on the North-West European Shelf seas
复制标题
提高海洋光学、生物地球化学和物理学建模之间的一致性及其对西北欧陆架海洋的影响
DOI：
10.1002/essoar.10506737.1
复制
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Skakala J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Skakala J
我们使用最近开发的光谱分辨生物光学模块来更好地表示输入辐射和上层海洋中热通量之间的相互作用，该模型是在西北欧陆架(NWE)的(预)操作物理-生物地球化学模式中进行的。该模块基于模拟的生物地球化学示踪剂浓度来衰减光，从而在生物地球化学和物理之间引入了双向耦合。结果表明，在春夏末期，双向耦合模式使上层海洋温度升高，混合层深度变浅，影响上层海洋混合。海洋上层的增温减少了对流混合，并使生态系统模型的浮游植物水华的晚期时间提前了约5天。与现有的模型偏差相比，这一改进相对较小，但足以对模型技能产生明显影响。我们发现，模块引入的模式温度和盐度的变化对物理模式技能有混合影响，但可以通过将温度、盐度和叶绿素浓度的观测同化到模式中来提高物理模式技能。然而，在我们通过生物光学模块或通过同化温度和盐度来改进温度模拟的情况下，我们已经表明，由于模拟的海-气通量的变化，我们也改善了模拟的氧浓度。总体而言，比较不同的1年试验表明，物理-生物地球化学联合同化为双向耦合模式获得了最佳的模式技能。
We use a recently developed spectrally resolved bio-optical module to better represent the interaction between the incoming irradiance and the heat fluxes in the upper ocean within the (pre-)operational physical-biogeochemical model on the North-West European (NWE) Shelf. The module attenuates light based on the simulated biogeochemical tracer concentrations, and thus introduces a two-way coupling between the biogeochemistry and physics. We demonstrate that in the late spring-summer the two-way coupled model heats up the upper oceanic layer, shallows the mixed layer depth and influences the mixing in the upper ocean. The increased heating in the upper oceanic layer reduces the convective mixing and improves by ~5 days the timing of the late phytoplankton bloom of the ecosystem model. This improvement is relatively small compared with the existing model bias in bloom timing, but sufficient to have a visible impact on model skill. We show that the changes to the model temperature and salinity introduced by the module have mixed impact on the physical model skill, but the skill can be improved by assimilating the observations of temperature, salinity and chlorophyll concentrations into the model. However, in the situations where we improved the simulation of temperature, either via the bio-optical module, or via assimilation of temperature and salinity, we have shown that we also improved the simulated oxygen concentration as a result of the changes in the simulated air-sea gas flux. Overall, comparing different 1-year experiments showed that the best model skill is achieved with joint physical-biogeochemical assimilation into the two-way coupled model.
登录
查看更多内容
北海生态系统模型中底栖生物动力学分析
影响因子：
2
作者：
J. Blackford
通讯作者：
J. Blackford
模拟海洋生物地球化学过程和由此产生的示踪剂分布
DOI：
--
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
--
作者：
C. Heinze;M. Gehlen
通讯作者：
M. Gehlen
结合了位势和地形跟踪垂直坐标的最佳属性的分析拉伸函数
DOI：
--
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
--
作者：
J. A. Siddorn;R. Furner
通讯作者：
R. Furner
影响因子：
2.8
作者：
J. Waniek
通讯作者：
J. Waniek
光谱海洋-大气辐射模型的技能评估
影响因子：
2.8
作者：
W. Gregg;N. Casey
通讯作者：
N. Casey