The Louvain-la-Neuve sea ice model LIM3.5: global and regional capabilities

• Main Authors: Rousset, Clément, Vancoppenolle, Martin, Madec, Gurvan, Fichefet, Thierry, Flavoni, Simona, Barthélemy, Antoine, Benshila, Rachid, Chanut, Jérôme, Lévy, Claire, Masson, Sébastien, Vivier, Frédéric
• Other Authors: Nucleus for European Modeling of the Ocean (NEMO R&D ), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Processus de couplage à Petite Echelle, Ecosystèmes et Prédateurs Supérieurs (PEPS), Institut d'Astronomie et de Géophysique Georges Lemaître (UCL-ASTR), Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain (UCL), 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), Mercator Océan, Société Civile CNRS Ifremer IRD Météo-France SHOM, Interactions et Processus au sein de la couche de Surface Océanique (IPSO), ANR-09-BLAN-0227,OPTIMISM(2009), European Project: 283367,EC:FP7:SPA,FP7-SPACE-2011-1,MYOCEAN2(2012)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2015
• Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph]; Arctic; Arctic Ocean; Svalbard; Svalbard Archipelago; Sea ice
• Online Access: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01171932; https://doi.org/10.5194/gmdd-8-3403-2015

International audience We present the new 3.5 version of the Louvain-la-Neuve sea ice model (LIM) integrated in NEMO 3.6. The main novelty is the improvement of model robustness and versatility for a wide range of applications, from global to regional scales. Several modifications to the code were required. First, the time stepping scheme of the model was changed from parallel to sequential (ice dynamics first, then thermodynamics). Such a scheme enables to diagnose the different physical processes responsible for exchanges through the air–ice–ocean interfaces, as well as the online inspection of mass, heat and salt conservation properties of the code. In the course of these developments, several minor conservation leaks were found and fixed, so that LIM3.5 is exactly conservative. Second, lateral boundary conditions for regional ice-covered configurations have been implemented. To illustrate the new capabilities, two simulations are performed. One is a global simulation at a nominal 2° resolution forced by atmospheric climatologies and is found reasonably realistic although no specific tuning was done. The other is a regional simulation at 2 km resolution around the Svalbard Archipelago in the Arctic Ocean, with prescribed conditions at the four boundaries including tides. The simulation is able to resolve small-scale features and transient events such as the opening and closing of coastal polynyas. The ice mass budgets for both simulations are illustrated and mostly differ by the strength of ice formation in open water. LIM3.5 now forms a solid base for future scientific studies and model developments.