Climate and climate change in western canada as simulated by the Canadian regional climate model

Abstract

A þrst climate simulation performed with the novel Canadian Regional Climate Model (CRCM) is presented. The CRCM is based on fully elastic non‐hydrostatic þeld equations, which are solved with an efþcient semi‐implicit semi‐Lagrangian (SISL) marching algorithm, and on the parametrization package of subgrid‐scale physical effects of the second‐generation Canadian Global Climate Model (GCMII). Two 5‐year integrations of the CRCM nested with GCMII simulated data as lateral boundary conditions are made for conditions corresponding to current and doubled CO₂ scenarios. For these simulations the CRCM used a grid size of 45 km on a polar‐stereographic projection, 20 scaled‐height levels and a time step of 15 min; the nesting GCMII has a spectral truncation of T32, 10 hybrid‐pressure levels and a time step of 20 min. These simulations serve to document: (1) the suitability of the SISL numerical scheme for regional climate modelling, (2) the use of GCMII physics at much higher resolution than in the nesting model, (3) the ability of the CRCM to add realistic regional‐scale climate information to global model simulations, and (4) the climate of the CRCM compared to that of GCMII under two greenhouse gases (GHG) scenarios.

Résumé

Cet article présente les premières simulations climatiques effectuées avec le tout nouveau Modèle Canadien de Climat Régional (MCCR). La formulation du MCCR repose d'une part sur les equations non hydrostatiques pleinement élastiques, intégrées par un algorithme Semi‐Implicite et Semi‐Lagrangien (SISL) tres efþcace, et d'autre part sur les parametrages des effets physiques de sous‐maille du Modèle canadien de circulation générale de seconde génération (MCGII). Deux intégrations de cinq ans sont effectuées avec le MCCR, pilote par des données simulées du MCGII, pour des concentrations de CO₂ correspondant aux conditions actuelles ainsi qu ‘a un scénario de doublement de CO₂. Pour ces simulations, le MCCR utilise un pas de temps de 15 min sur une grille stéréo graphique polaire avec une maille de 45 km et vingt niveaux de hauteur normalisee. Le modèle pilote MCGII, quant a lui, a une troncature spectrale triangulaire à 32 ondes, dix niveaux hybrides de pression et un pas de temps de 20 min. Ces simulations servent à évaluer: (1) l'applicabilite du schéma SISL pour la modélisation climatique régionale, (2) le comportement des parametrages du MCGII à une augmentation de résolution sans précédent, (3) l'habilite du MCCR à ajouter de l'information réaliste d'échelle régionale aux simulations mondiales, et (4) les climats compares du MCCR et du MCGII sous deux scénarios de Gaz à Effet de Serre (GES).

Notes

Corresponding author's address: Prof. Rene Laprise, Département des sciences de la terre, Université du Quebec à Montréal (UQAM), P.O. Box 8888, Stn Downtown, Montréal (Québec) Canada H3C 3P8