An ETKF approach for initial state and parameter estimation in ice sheet modelling
International audience Estimating the contribution of Antarctica and Greenland to sea-level rise is a hot topic in glaciology. Good estimates rely on our ability to run a precisely calibrated ice sheet evolution model starting from a reliable initial state. Data assimilation aims to provide an answe...
Published in: | Nonlinear Processes in Geophysics |
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HAL CCSD
2014
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[MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC] [SDU.STU.GL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Glaciology Bonan, Bertrand Nodet, Maëlle Ritz, Catherine Peyaud, Vincent An ETKF approach for initial state and parameter estimation in ice sheet modelling |
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International audience Estimating the contribution of Antarctica and Greenland to sea-level rise is a hot topic in glaciology. Good estimates rely on our ability to run a precisely calibrated ice sheet evolution model starting from a reliable initial state. Data assimilation aims to provide an answer to this problem by combining the model equations with observations. In this paper we aim to study a state-of-the-art ensemble Kalman filter (ETKF) to address this problem. This method is implemented and validated in the twin experiments framework for a shallow ice flowline model of ice dynamics. The results are very encouraging, as they show a good convergence of the ETKF (with localisation and inflation), even for small-sized ensembles. |
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Modelling, Observations, Identification for Environmental Sciences (MOISE) Inria Grenoble - Rhône-Alpes Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK) Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) EDGe Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE) Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG) Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG) Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ANR-09-SYSC-0001,ADAGE,Modèles adjoints d'écoulement de la glace pour l'assimilation de données en glaciologie(2009) |
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ftunigrenoble:oai:HAL:hal-01066882v1 2024-05-19T07:31:25+00:00 An ETKF approach for initial state and parameter estimation in ice sheet modelling Bonan, Bertrand Nodet, Maëlle Ritz, Catherine Peyaud, Vincent Modelling, Observations, Identification for Environmental Sciences (MOISE) Inria Grenoble - Rhône-Alpes Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK) Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) EDGe Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE) Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG) Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG) Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ANR-09-SYSC-0001,ADAGE,Modèles adjoints d'écoulement de la glace pour l'assimilation de données en glaciologie(2009) 2014-04-25 https://inria.hal.science/hal-01066882 https://inria.hal.science/hal-01066882/document https://inria.hal.science/hal-01066882/file/npg-21-569-2014.pdf https://doi.org/10.5194/npg-21-569-2014 en eng HAL CCSD European Geosciences Union (EGU) info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.5194/npg-21-569-2014 hal-01066882 https://inria.hal.science/hal-01066882 https://inria.hal.science/hal-01066882/document https://inria.hal.science/hal-01066882/file/npg-21-569-2014.pdf doi:10.5194/npg-21-569-2014 info:eu-repo/semantics/OpenAccess ISSN: 1023-5809 EISSN: 1607-7946 Nonlinear Processes in Geophysics https://inria.hal.science/hal-01066882 Nonlinear Processes in Geophysics, 2014, 21 (2), pp.569-582. ⟨10.5194/npg-21-569-2014⟩ http://www.nonlin-processes-geophys.net/21/569/2014/npg-21-569-2014.html [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC] [SDU.STU.GL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Glaciology info:eu-repo/semantics/article Journal articles 2014 ftunigrenoble https://doi.org/10.5194/npg-21-569-2014 2024-05-02T00:46:01Z International audience Estimating the contribution of Antarctica and Greenland to sea-level rise is a hot topic in glaciology. Good estimates rely on our ability to run a precisely calibrated ice sheet evolution model starting from a reliable initial state. Data assimilation aims to provide an answer to this problem by combining the model equations with observations. In this paper we aim to study a state-of-the-art ensemble Kalman filter (ETKF) to address this problem. This method is implemented and validated in the twin experiments framework for a shallow ice flowline model of ice dynamics. The results are very encouraging, as they show a good convergence of the ETKF (with localisation and inflation), even for small-sized ensembles. Article in Journal/Newspaper Antarc* Antarctica Greenland Ice Sheet Université Grenoble Alpes: HAL Nonlinear Processes in Geophysics 21 2 569 582 |