Title | Climate and water availability indicators in Canada: Challenges and a way forward. Part III – Future scenarios |
Publication Type | Journal Article |
Year of Publication | 2015 |
Authors | Cohen, S., Koshida G., & Mortsch L. |
Secondary Title | Canadian Water Resources Journal / Revue canadienne des ressources hydriques |
Volume | 40 |
Issue | 2 |
Pagination | 12 pages |
Date Published | 04/2015 |
Publication Language | eng |
ISSN Number | 1918-1817 |
Keywords | Canadian watersheds, climate change, Palmer Drought Severity Index (PDSI), Standardized Precipitation Index (SPI) |
Abstract | Following from Parts I and II of this series (this issue), some common approaches for developing and assessing future scenarios of water availability are reviewed, along with recent case studies of Canadian watersheds. The results of future changes in drought related to climate change are influenced by the choice of indicators. For the Standardized Precipitation Index (SPI), small changes in drought frequency and severity are projected over southern Canada, reflecting the influence of increases in future annual precipitation only. However, assessments using the Palmer Drought Severity Index (PDSI) reveal dramatic increases in the potential for future droughts since this indicator incorporates the combined influences of higher temperatures, soil moisture capacity and precipitation to estimate evapotranspiration. Regarding projected changes in runoff, watersheds in British Columbia tend to show increases in annual and winter runoff. Some watersheds show projected decreases in summer runoff. In the southern Prairies, most watersheds show projected decreases in annual and summer runoff. In Ontario and Quebec, results are mixed. Lake levels in the Great Lakes are projected to decline under most scenarios, but results differ between regional and global climate model-based scenarios due to differences in how lake evaporation is calculated. In New Brunswick, Labrador and northern Quebec, streamflow is projected to increase. Uncertainties in future projections emerge due to differences between climate scenario generating methods, and between hydrologic models used for the assessments. This paper concludes with some thoughts on addressing important research questions related to future scenarios of water availability in Canada. For scenario-based assessments, hydrologic model inter-comparisons might yield some useful insights into uncertainties in model structure that affect evaporation, evapotranspiration and snowmelt calculations. Scenarios developed for assessments should include both future climate and projected land use/cover changes and, where necessary, integration of potential reduction in glacier volume. Finally, as scenarios from regional climate models become more readily available, there may be more opportunity to explore how runoff projections could be applied to basin-scale routing models. |
French Abstract | À la suite des parties I et II de cette série, des méthodes d’élaboration et d'évaluation de futurs scénarios concernant la disponibilité de l'eau seront examinées, ainsi que des études de cas portant sur les bassins versants du Canada. Les résultats des futurs changements des conditions de sécheresse liés aux changements climatiques sont influencés par le choix des indicateurs. Pour l’indice de précipitation standardisé (SPI), des changements mineurs liés à la fréquence et la gravité des sécheresses sont prévus dans le sud du Canada, indiquant l’influence de l’augmentation des futures précipitations annuelles seulement. Cependant, les évaluations utilisant l’indice de sévérité de sécheresse de Palmer (ISSP) révèlent une augmentation considérable des possibilités de sécheresses à l’avenir, étant donné que cet indicateur intègre les influences combinées de températures plus élevées, la capacité d’humidité du sol et les précipitations pour estimer l’évapotranspiration. En ce qui concerne les changements prévus du ruissellement, les bassins versants de la Colombie-Britannique ont tendance à afficher une augmentation des ruissellements annuels et hivernaux. Une diminution du ruissellement estival est prévue sur certains bassins versants. Dans le sud des Prairies, une diminution prévue des ruissellements annuels et estivaux pour la plupart des bassins versants. En Ontario et au Québec, les résultats sont variables. On prévoit que le niveau d’eau dans des Grands Lacs diminue dans la plupart des scénarios, mais les résultats diffèrent entre les scénarios fondés sur le modèle climatique mondial et ceux fondés sur le modèle climatique régional, en raison des différentes manières de calculer l’évaporation. Au Nouveau-Brunswick, au Labrador et au Québec, l’écoulement fluvial devrait augmenter. Des incertitudes dans les prévisions futures sont attribuables aux différences entre les méthodes utilisées pour générer des scénarios relatifs au climat et entre les modèles hydrologiques utilisés aux fins d’évaluations. Nous terminons par une réflexion sur le traitement de questions importantes en matière de recherche quant aux scénarios futurs sur la disponibilité de l’eau au Canada. Pour les évaluations fondées sur des scénarios, l’intercomparaison de modèles hydrologiques pourrait offrir un aperçu utile des incertitudes dans la structure des modèles qui touchent les calculs de l’évaporation, de l’évapotranspiration et de la fonte des neiges. Les scénarios élaborés aux fins d’évaluation doivent comprendre les futurs changements climatiques et les futurs changements relatifs à l’utilisation des terres ou à la couverture terrestre, et, au besoin, l’intégration d'une diminution potentielle du volume des glaciers. Enfin, étant donné que les scénarios tirés de modèles climatiques régionaux sont disponibles plus rapidement, il peut y avoir davantage de possibilités visant à explorer la manière dont les prévisions relatives au ruissellement pourraient s’appliquer aux modèles de laminage à l’échelle des bassins. |
DOI | 10.1080/07011784.2015.1006021 |
Locational Keywords | Athabasca River, Fraser River, Columbia River basin |
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Short Title | Canadian Water Resources Journal / Revue canadienne des ressources hydriques |
Citation Key | 54500 |