Improvements of simulated Western North Atlantic current system and impacts on the AMOC

• Published in: Ocean Modelling
• Main Authors: Talandier, Claude, Deshayes, Julie, Tréguier, Anne-Marie, Capet, Xavier, Benshila, Rachid, Debreu, Laurent, Dussin, Raphaël, Molines, Jean-Marc, Madec, Gurvan
• Other Authors: 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), ICEMASA, University of Cape Town, Processus de couplage à Petite Echelle, Ecosystèmes et Prédateurs Supérieurs (PEPS), 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)-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)), 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), 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), 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), Nucleus for European Modeling of the Ocean (NEMO R&D )
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2014
• Subjects: Subpolar gyre; Gulf Stream; North Atlantic Current; Atlantic Meridional Overturning Circulation; Deep Western Boundary Current; [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation; [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean; Atmosphere; Denmark Strait; Labrador Sea; Nordic Seas; north atlantic current; North Atlantic
• Online Access: https://inria.hal.science/hal-00944219; https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2013.12.007

International audience Previous studies have shown that low horizontal resolution (of the order of 1°) ocean models, hence climate models, are not able to adequately represent boundary currents nor mesoscale processes which affect the dynamics and thermohaline circulation of the ocean. While the effect of mesoscale eddies can be parameterized in low resolution models, boundary currents require relatively high horizontal resolution. We clarify the impact of increasing the resolution on the North Atlantic circulation, with emphasis on the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC), by embedding a 1/8° nest covering the North Atlantic into a global 1/2° model. Increasing the resolution in the nest leads to regional improvements of the circulation and thermohaline properties in the Gulf Stream area, for the North Atlantic Current, in the subpolar gyre and the Nordic Seas, consistent with those of previous studies. In addition, we show that the Deep Western Boundary Current dense water transport increases with the nest, from the overflows down to Flemish Cap, due to an increase in the Denmark Strait overflow as well as dense water formation in the subpolar gyre. This increases the Atlantic Meridional Overturning Circulation in density space by about 8 Sv in the subpolar gyre in the nested configuration. When exiting the Labrador Sea around 53°N we illustrate that the Deep Western Boundary Current successively interacts with the upper ocean circulation composed with the North Atlantic Current in the intergyre region, the Northern Recirculation Gyre, and the Gulf Stream near Cape Hatteras. This surface/deep current interaction seems to induce an increase of the AMOC intensity in depth-space, giving rise to an AMOC maximum near 35°N. This process is missing in the configuration without nesting. At 26.5°N, the AMOC is 4 Sv larger in the nested configuration and is in good agreement with observations. Finally, beyond the nest imprint (i.e. in the low resolution area) in the South Atlantic the AMOC maximum at ...