Ice formed from seawater, called sea ice, is both an important actor in and a sensitive indicator of climate change. Covering 7% of the World Ocean, sea ice damps the atmosphere-ocean exchanges of heat, radiation and momentum in polar regions. It also affects the oceanic circulation at a global scale. Recent satellite and submarine observations systems indicate a sharp decrease in the extent and volume of Arctic sea ice over the last 30 years. In addition, climate models project drastic sea ice reductions for the next century, in both hemispheres, with potentially large consequences on climate and ecosystems.
Contrary to what is commonly believed, sea ice retains about 25% of the oceanic salt when it forms. As salt cannot lock in the ice crystalline lattice, it accumulates in liquid inclusions of salty water (brine). Under a temperature change, the inclusions freeze or melt and release or absorb huge amounts of latent heat. This affects heat transfer through and storage in sea ice, which may affect the mass balance of sea ice at a global scale. This is the central hypothesis of this work.
In order to address this problem, the author develops two sea ice models and assesses their ability to simulate the recent evolution of the sea ice mass balance. Then, the physics of brine uptake and drainage are included in the models and sea ice desalination is investigated. Finally, the impact of sea ice salinity variations on the global sea ice mass balance is studied. The roles of sea ice thermal properties, of ice-ocean salt / fresh water fluxes and of oceanic feedbacks are evaluated. The new salinity module improves the simulation of ice and ocean characteristics compared to observations. Including salinity variations increases ice growth, reduces vertical mixing in the ocean and the ocean-to-ice heat flux. In conclusion, salinity variations should be included in future sea ice models used for climate projections.
Identifer | oai:union.ndltd.org:BICfB/oai:ucl.ac.be:ETDUCL:BelnUcetd-02252008-180131 |
Date | 14 March 2008 |
Creators | Vancoppenolle, Martin |
Publisher | Universite catholique de Louvain |
Source Sets | Bibliothèque interuniversitaire de la Communauté française de Belgique |
Language | English |
Detected Language | English |
Type | text |
Format | application/pdf |
Source | http://edoc.bib.ucl.ac.be:81/ETD-db/collection/available/BelnUcetd-02252008-180131/ |
Rights | unrestricted, J'accepte que le texte de la thèse (ci-après l'oeuvre), sous réserve des parties couvertes par la confidentialité, soit publié dans le recueil électronique des thèses UCL. A cette fin, je donne licence à l'UCL : - le droit de fixer et de reproduire l'oeuvre sur support électronique : logiciel ETD/db - le droit de communiquer l'oeuvre au public Cette licence, gratuite et non exclusive, est valable pour toute la durée de la propriété littéraire et artistique, y compris ses éventuelles prolongations, et pour le monde entier. Je conserve tous les autres droits pour la reproduction et la communication de la thèse, ainsi que le droit de l'utiliser dans de futurs travaux. Je certifie avoir obtenu, conformément à la législation sur le droit d'auteur et aux exigences du droit à l'image, toutes les autorisations nécessaires à la reproduction dans ma thèse d'images, de textes, et/ou de toute oeuvre protégés par le droit d'auteur, et avoir obtenu les autorisations nécessaires à leur communication à des tiers. Au cas où un tiers est titulaire d'un droit de propriété intellectuelle sur tout ou partie de ma thèse, je certifie avoir obtenu son autorisation écrite pour l'exercice des droits mentionnés ci-dessus. |
Page generated in 0.0015 seconds