The Impacts of Climate Change on the Autumn North Atlantic Wave Climate

Abstract

In this study, we investigate the impact of global warming induced by possible climate change on the autumn winds, the related storm climate, and the wave climate over the North Atlantic Ocean. These analyses are based on a third-generation wave model, WAVEWATCHIII™ and dynamically downscaled winds, obtained from the Canadian Regional Climate Model driven by the third version of the Coupled Global Climate Model (T47) from the Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis following the A1B climate change scenario of the Special Report on Emission Scenarios from the Intergovernmental Panel on Climate Change. Compared with the present wave climate, represented as 1970–1999, the significant wave heights in the northeast North Atlantic will increase, whereas in other areas, such as the mid-latitudes, they will decrease, with associated changes in winds in the future climate (2040–2069). An analysis of inverse wave ages is used to suggest that wind-driven wave regimes tend to occur more frequently in the northeast North Atlantic and decrease in the mid-latitudes in the climate change scenario. The dominant North Atlantic storm-track region is estimated to shift northward, especially over the northern Northeast Atlantic, where the frequency of occurrence of the most intense cyclones is estimated to increase. We suggest that changes in storm densities are related to changes in the upper level steering flow in the atmosphere, which are the precursor to changes in the winds and ocean waves.

Résumé

[Traduit par la rédaction] Nous examinons ici l'impact du réchauffement de la planète, qu'engendreraient d’éventuels changements climatiques, sur les vents automnaux, sur la climatologie connexe des tempêtes et sur la climatologie des vagues de l'océan Atlantique Nord. Ces analyses se fondent sur une troisième génération de modèle de vague, WAVEWATCHIII®, et sur une réduction d’échelle dynamique des vents obtenue à partir du Modèle régional canadien du climat que pilote la troisième version du Modèle couplé climatique global (T47) du Centre canadien de la modélisation et de l'analyse climatique, suivant le scénario de changements climatiques A1B, tiré du Rapport spécial sur les scénarios d’émissions, qu'a publié le Groupe d'experts intergouvernemental sur l’évolution du climat. En comparaison avec la climatologie actuelle des vagues, représentée par les données de 1970 à 1999, la hauteur significative des vagues dans le nord-est de l'Atlantique Nord augmentera, tandis que dans d'autres régions, comme les latitudes moyennes, elle diminuera, et ce, selon la modification des vents liée au climat futur (2040 à 2069). Une analyse de l'inverse de l’âge des vagues laisse penser que les régimes de vagues dues au vent ont tendance à se manifester plus fréquemment dans le nord-est de l'Atlantique Nord et à faiblir dans les latitudes moyennes, selon le scénario de changements climatiques. Nous estimons que les trajectoires dominantes de tempêtes de l'Atlantique Nord se déplaceront vers le nord, notamment sur la partie nord de l'Atlantique Nord-Est, où la fréquence d'occurrence des cyclones les plus intenses est censée augmenter. Nous pensons que les modifications de la répartition des tempêtes sont liées aux transformations du courant atmosphérique de guidage en altitude, qui sont les précurseurs des changements dans les vents et les vagues océaniques.

KEYWORDS:

• North Atlantic wave climate
• climate change
• marine winds
• Canadian Regional Climate Model (CRCM)
• WAVEWATCHIII wave model
• IPCC scenario A1B

Acknowledgements

We thank Michel Giguère at Ouranos for many helpful discussions about CRCM.

Notes

^†Data available from http://rda.ucar.edu/datasets/ds744.4/. QSCAT/NCEP blended winds are ocean surface wind data derived from spatial blending of high-resolution satellite data (SeaWinds instrument on the QuikSCAT satellite (QSCAT)) and US global weather center reanalyses from the National Centers for Environmental Prediction (NCEP).

Additional information

Funding

We thank the Panel on Energy Research and Development (PERD), the Aquatic Climate Change Adaptations Service Program (ACCASP), and the Marine Environmental Observation Prediction and Response Network (MEOPAR) for supporting this work.