Free Content Sensitivity of runoff and projected changes in runoff over Quebec to the update interval of lateral boundary conditions in the Canadian RCM

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Abstract:

An analysis was carried out of the sensitivity of runoff simulations from version 4.2 of the Canadian Regional Climate Model (CRCM) to the frequency of lateral boundary condition (LBC) forcing at 6 and 12-hour intervals. The motivation for this study was that some climate model output may only be available at a 12-hour interval and it is important to know if CRCM runs with these outputs are comparable to runs made with 6-hourly forcing. The LBC sensitivity was assessed over two different regional domains (North America and Quebec) for annual runoff simulated over 21 river basins located in the Quebec/Labrador peninsula. The sensitivity results were compared with the CRCM's internal variability and natural climate variability to reach conclusions about the relative importance of LBC update frequency. The results show that LBC frequency can have a significant influence on mean annual runoff over the investigated basins when the simulation domain is relatively small, as in the case of the Quebec, but not for the larger North American (AMNO) domain runs. The entire ensemble of five members of the Canadian Coupled Global Climate Model (CGCM3) can therefore be safely used to generate dynamically downscaled projections over the basins, even though three of the members were archived at a 12-hourly interval. Climate projections for the 2041–2070 horizon (with SRES-A2), from a five-member ensemble of CRCM 45-km runs performed over the AMNO domain (driven by each of the five CGCM3 members), project an increase of annual runoff over all investigated river basins with the largest changes towards the north. This ensemble also provides an estimate of uncertainty of projected basin runoff change related to natural variability, but there remains a need to consider additional projections (more RCMs, more driving GCMs) to produce a more complete assessment of uncertainty.

German
Es wurde eine Analyse über die Sensitivität von Abfluss-Simulationen des Canadian Regional Climate Model (CRCM) auf die Frequenz, 6 bzw. 12 stündlich, der antreibenden Randbedingungen erstellt. Die Motivation zu dieser Studie war, dass einige Randbedingungen nur alle 12 Stunden vorhanden sind. Es ist daher wichtig zu wissen, ob die Ausgaben von CRCM Läufen mit diesen Randbedingungen vergleichbar sind mit Läufen, die mit 6 stündlichen Randbedingungen angetrieben wurden. Die Sensitivität auf die Randbedingungen wurde für zwei regionale Gebiete (Nordamerika und Quebec) für den jährlichen Abfluss untersucht, der für 21 Flusseinzugsgebiete der Quebec/Labrador Halbinsel simuliert wurde. Die Sensitivitätsergebnisse wurden mit der internen Variabilität des CRCMs und natürlichen Klimaschwankungen verglichen, um einen Eindruck über die Wichtigkeit des Zeitintervalls der Grenzbedingungen zu bekommen. Die Resultate zeigen, dass die Frequenz der Grenzbedingungen einen wichtigen Einfluss auf den mittleren jährlichen Abfluss der untersuchten Einzugsgebiete haben, wenn das Modellgebiet relativ klein ist, wie das Gebiet über Quebec. Für das größere Gebiet über Nordamerika (AMNO) konnte allerdings keine beachtenswerte Sensitivität festgestellt werden. Daher kann das gesamte Ensemble von fünf Mitgliedern des Canadian Global Climate Model (CGCM3) benutzt werden, um dynamisch herunter skalierte Projektionen für die Einzugsgebiete zu erzeugen, obwohl drei der Mitglieder im 12 Stunden-Intervall archiviert wurden. Klimaprojektionen für den 2041–2070 Horizont (mit SRES-A2) eines aus fünf Mitgliedern bestehenden Ensembles von CRCM Läufen, ausgeführt über dem AMNO Gebiet (angetrieben von fünf CGCM3 Mitgliedern), projektieren einen Anstieg des jährlichen Abflusses von allen untersuchten Flusseinzugsgebieten, mit grössten Änderungen im Norden. Dieses Ensemble liefert außerdem einen Eindruck über die Unsicherheit von projektierten Abfluss Änderungen, die durch natürliche Schwankungen verursacht werden. Allerdings sollte in Betracht gezogen werden, zusätzliche Projektionen zu erstellen (mehr RCMs, mehr antreibende GCMs), um eine komplettere Beurteilung der Unsicherheiten erstellen zu können.

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1127/0941-2948/2010/0453

Publication date: June 1, 2010

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