Bio‐physical feedbacks in the Arctic Ocean using an Earth system model

• Published in: Geophysical Research Letters
• Main Authors: Lengaigne, Matthieu, Madec, Gurvan, Bopp, Laurent, Menkès, Christophe E., Aumont, Olivier, Cadule, Patricia
• Other Authors: Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), 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-PSL), 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), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement Gif-sur-Yvette (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire de physique des océans (LPO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2009
• Subjects: [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography; Arctic; Arctic Ocean; Greenland; Greenland Sea; Phytoplankton; Sea ice
• Online Access: https://hal.science/hal-00453588; https://hal.science/hal-00453588/document; https://hal.science/hal-00453588/file/2009GL040145.pdf; https://doi.org/10.1029/2009GL040145

International audience An Earth System model with an oceanic biogeochemical component is shown to reproduce accurately the seasonal course of sea‐ice and chlorophyll distribution in the Arctic region. It is argued that the phytoplankton blooms that occur concomitantly with the ice retreat along the Arctic coastal shelves in spring and summer strongly impact the Arctic climate and improve the sea‐ice distribution in the model. Indeed, these blooms modify the vertical distribution of radiant heating and trap the penetrating solar heat flux at the surface in these regions. The resulting surface warming triggers a reduction of sea‐ice thickness and concentration. This reduction increases the solar energy penetrating into the ocean, therefore providing a positive feedback that further amplifies the direct biological warming. The increased melting, precipitation and runoff related to these bio‐physical feedbacks freshen the Arctic Ocean and the Greenland Sea, provoking a slight slowdown of the overturning circulation.