Published September 6, 2024 | Version v1
Journal article

Modelling the water isotope distribution in the Mediterranean Sea using a high-resolution oceanic model (NEMO-MED12-watiso v1.0): evaluation of model results against in situ observations

Others:
Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE) ; Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Modélisation du climat (CLIM) ; Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE) ; Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Freshwater and Oceanic Sciences Unit of reSearch (FOCUS) ; Laboratory of Oceanology ; Université de Liège-Université de Liège
Centre Européen de Recherche et d'Enseignement des Géosciences de l'Environnement (CEREGE) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF (institution))-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)
Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X) ; Institut Polytechnique de Paris (IP Paris)-Institut Polytechnique de Paris (IP Paris)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris ; École normale supérieure - Paris (ENS-PSL) ; Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL) ; Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)
Modelling the Earth Response to Multiple Anthropogenic Interactions and Dynamics (MERMAID) ; Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE) ; Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)

Description

Stable water isotopes (δ 18 O w and δD w ) have been successfully implemented for the first time in a high-resolution model of the Mediterranean Sea (NEMO-MED12). In this numerical study, model results are compared with available in situ observations to evaluate the model performance of the present-day distribution of stable water isotopes and their relationship with salinity on a subbasin scale. There is good agreement between the modelled and observed distributions of δ 18 O w in the surface water. The model successfully simulates the observed east-west gradient of δ 18 O w characterising surface, intermediate, and deep waters. The results also show good agreement between the simulated δD w and the in situ data. The δD w shows a strong linear relationship with δ 18 O w (r 2 = 0.98) and salinity (r 2 = 0.94) for the whole Mediterranean Sea. Moreover, the modelled relationships between δ 18 O w and salinity agree well with observations, with a weaker slope in the eastern basin than in the western basin. We investigate the relationship of the isotopic signature of the planktonic foraminifera shells (δ 18 O c ) with temperature and the influence of seasonality. Our results suggest a more quantitative use of δ 18 O records, combining reconstruction with modelling approaches.

Abstract

International audience

Additional details

Created:
September 10, 2024
Modified:
September 10, 2024