Impact of the current feedback on kinetic energy over the North-East Atlantic from a coupled ocean/atmospheric boundary layer model

• Main Authors: Brivoal, Théo, Samson, Guillaume, Giordani, Hervé, Bourdallé-Badie, Romain, Lemarié, Florian, Madec, Gurvan
• Other Authors: Mercator Océan, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Service hydrographique et océanographique de la Marine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France, Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Mathematics and computing applied to oceanic and atmospheric flows (AIRSEA), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Nucleus for European Modeling of the Ocean (NEMO R&D ), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-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)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-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)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-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)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), H2020 IMMERSE, European Project: 8219260(1983)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2021
• Subjects: [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean; Atmosphere; Arctic; North East Atlantic
• Online Access: https://inria.hal.science/hal-03055071; https://doi.org/10.5194/os-2020-78

International audience A one-dimensional Atmospheric Boundary Layer (ABL1D) is coupled with the NEMO ocean model and implemented over the Iberian–Biscay–Ireland (IBI) area at 1/36° resolution to investigate the retroactions between the surface currents and the atmosphere, namely the Current FeedBack (CFB) in this region of low mesoscale activity. The ABL1D-NEMO coupled model is forced by a large-scale atmospheric reanalysis (ERA-Interim) and integrated over the period 2016–2017. The mechanisms of eddy kinetic energy damping and ocean upper-layers re-energization are realistically simulated, meaning that the CFB is properly represented by the model. In particular, the dynamical coupling coefficients between the curls of surface stress/wind and current are in agreement with the literature. The effects of CFB on the kinetic energy (KE) are then investigated through a KE budget. We show that the KE decrease induced by the CFB is significant down to 1500 m. Near the surface (0–300 m), most of the KE decrease can be explained by a reduction of the surface wind work by 4 %. At depth (300–2000 m), the CFB induce a reduction of the pressure work (i.e: the PE to KE conversion) associated with a reduction of KE which is significant down to 1500 m. We show that this reduction of KE at depth can be explained by CFB-induced Ekman pumping above eddies that weakens the mesoscale activity and this over the whole water column.