Scale Dependence and Localization of the Deformation of Arctic Sea Ice

• Published in: Physical Review Letters
• Main Authors: Marsan, David, Stern, Harry, Lindsay, Ron, Weiss, Jérôme
• Other Authors: Laboratoire de Géophysique Interne et Tectonophysique (LGIT), 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)-Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE), 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)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2004
• Subjects: [SDU]Sciences of the Universe [physics]; Arctic; Sea ice
• Online Access: https://insu.hal.science/insu-03607126; https://insu.hal.science/insu-03607126/document; https://insu.hal.science/insu-03607126/file/marsan2004.pdf; https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.93.178501

International audience A scaling analysis of the deformation of Arctic sea ice over a 3-day time period is performed for scales of 10 to 1000km. The deformation field is derived from satellite radar data; it allows us to study how a very large solid body—the Arctic sea-ice cover—deforms under the action of heterogeneous forcing winds and ocean currents. The deformation is strongly localized at small scales, and can be characterized as multifractal. This behavior is well known for turbulent flows, and is here also observed for a deforming solid. A multiscaling extrapolation to the meter scale (laboratory scale) shows that, at the 3-day time scale, about 15% of the deformation is larger than 10 -4 s -1 , implying brittle failure, over 0.2% of the total area.