Modelling Climate Change Impacts on Spring Runoff for the Rocky Mountains of Montana and Alberta II: Runoff Change Projections using Future Scenarios

Abstract

In Part I of this two-part study, the Simulated Grid microclimate model (SIMGRID) was modified and the new version validated on the St. Mary River watershed in northern Montana, using historical data. In Part II, future climate change scenarios are used to estimate spring streamflow (QS) for the 1961–2099 period. Relative to the base period (1961–1990), the model indicates median year QS decline of 3 – 8% by the 2020s, 8 – 17% by the 2050s, and 15 – 27% by the 2080s. Mean onset of the spring pulse is projected to occur in early March or late February for the 2080s, 36 to 50 days earlier than for the 1961–1990 reference period. Model results generally indicate increased precipitation, but spring runoff volumes will decrease substantially, because the higher rain:snow ratio and shorter accumulation period will decrease snowpack volume. Overall, the results of this study indicate that the increased winter temperature resulting from anthropogenically-induced climate change, will result in shorter winters, reduced snowpack volume, and earlier spring snowmelt and runoff onset, resulting in substantial reductions in spring discharge.

Dans la Partie I de la présente étude en deux parties, le modèle de microclimats alpin « SIMGRID » a été modifié et la nouvelle version a été validée sur le bassin versant de la rivière St. Mary dans le nord du Montana, en utilisant des données historiques. Dans la Partie II, les scénarios de changements climatiques futurs ont été utilisés pour estimer l’écoulement fluvial au printemps (QS) pour la période de 1961 à 2099. Par rapport à la période de base (1961–1990), le modèle indique une diminution de la médiane de QS de 3 à 8 % d’ici les années 2020, de 8 à 17 % d’ici les années 2050 et de 15 à 27 % d’ici les années 2080. En moyenne, le début de l’écoulement de printemps est prévu pour fin février ou début mars au cours des années 2080, c’est-à-dire de 36 à 50 jours plus tôt que pendant la période de référence (1961–1990). Malgré une prévision d’augmentation des précipitations, les modèles indiquent également une diminution considérable du volume d’écoulement printanier causé par une hausse du ratio pluie/neige et par la diminution de la période d’accumulation entrainant la diminution du volume du manteau de neige. De manière générale, les résultats de cette étude indiquent que l’augmentation des températures hivernales découlant du changement climatique anthropique se traduira par des hivers plus courts, une réduction du volume du manteau de neige et une fonte prématurée du manteau de neige, entraînant ainsi une réduction substantielle des écoulements printaniers.