A Contribution to the Improvement of the Forcing Function of Ocean General Circulation Models

• Main Author: Brodeau, Laurent
• Other Authors: Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels Grenoble (LEGI), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph-Fourier - Grenoble I, Bernard Barnier([e-mail]), DRAKKAR
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: French
• Published: HAL CCSD 2007
• Subjects: Physical oceanography; Numerical modeling; Atmospheric forcing; Planetary boundary layer; Inter-annual variability; Air-sea interactions; Turbulent fluxes; Radiative fluxes; Océanographie physique; Modélisation numérique; Forçage atmosphérique; Couche limite planétaire; Variabilité inter-annuelle; Interactions air-mer; Flux turbulents; Flux radiatifs; Bilan d'eau douce; [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean; Atmosphere; Sea ice
• Online Access: https://theses.hal.science/tel-00260841; https://theses.hal.science/tel-00260841/document; https://theses.hal.science/tel-00260841/file/THESE_Laurent_BRODEAU_imp.pdf

The present work focuses on improving the atmospheric forcing function used to drive ocean general circulation hindcasts of the last five decades. First, the behavior of the main parameterizations used to estimate surface fluxes that provide surface boundary conditions to OGCMs is studied in detail. The NEMO ocean/sea-ice model is then used at a 2° coarse resolution to validate atmospheric datasets especially designed to drive the DRAKKAR hierarchy of high-resolution models. These new datasets include, over the period 1958-2004, corrected surface atmospheric fields from ERA-40, a modified satellite radiation product from the ISCCP, and precipitation fields merging different global products. Relevant diagnostics tend to confirm that the simulation of several key features of the ocean circulation are significantly improved while driving DRAKKAR models with these new forcing sets. Ce travail de thèse porte sur l'amélioration du forçage atmosphérique utilisé pour réaliser des simulations numériques inter-annuelles globales de l'état physique de l'océan durant les 5 dernières décennies. Après une étude détaillant et comparant le comportement de diverses paramétrisations utilisées pour estimer les flux de surface servant de conditions limites, le modèle de circulation générale de l'océan et des glaces de mer NEMO est utilisé sur sa configuration à 2° de résolution pour valider des jeux de données atmosphériques spécialement destinés au forçage des modèles haute résolution du projet DRAKKAR. Ces jeux de données combinent, sur une période allant de 1958 à 2004, des champs atmosphériques de surface corrigés issus de ERA-40, une recalibration des radiations satellitaires de L'ISCCP ainsi que des précipitations incorporant différents produits globaux. Divers diagnostics confirment que ces nouveaux forçages mènent à une meilleure simulation de certaines caractéristiques clefs de la circulation océanique globale.