Mid-21st century anthropogenic changes in extreme precipitation and snowpack projections over Newfoundland

Abstract

Extreme precipitation events, including probable maximum precipitation (PMP) and probable maximum snow accumulation (PMSA) and 1/100 annual exceedance probability (AEP) values for precipitation (P₁₀₀) and snow accumulation (expressed in snow water equivalent; SWE₁₀₀) were analyzed over Newfoundland to compute the projected changes from 1971–2000 to 2041–2070. PMP and PMSA of various storm durations were simulated based on the moisture maximization of high efficiency storms. Also, P₁₀₀ and SWE₁₀₀ data were calculated based on the frequency analysis of liquid precipitation and snowpack data during each 30-year period. The required meteorological variables, including liquid and solid precipitation, precipitable water content, and snow accumulation, defined over a 50 × 50 km grid, were extracted from an ensemble of six regional climate model simulations provided by the North American Regional Climate Change Assessment Program (NARCCAP). Projections indicated that while PMP and P₁₀₀ are intensifying in the future period, PMSA and SWE₁₀₀ are declining. This is the first study which quantifies the impact of climate change on extreme-value characteristics of precipitation in Newfoundland. The results of the study can help stakeholders throughout the province to gain a better understanding of the impact of global warming on extreme meteorological events. Such an understanding is prerequisite to build resiliency and understand the uncertainty related to standard probable maximum flood analysis in the region.

RÉSUMÉ

Les événements de précipitations extrêmes, tel que la précipitation maximale probable (PMP) et l’accumulation maximale probable de neige (AMPN), ainsi que la précipitation (P₁₀₀) et l’accumulation de neige (en équivalent en eau, EEN100) centenaires (probabilité de dépassement 1/100) ont été analysées pour la portion insulaire de la province de Terre-Neuve-et-Labrador afin de calculer leur changement entre les périodes 1970–2000 et 2041–2070. Les PMP et AMPN dérivées de diverses durées ont été simulées sur la base du rapport de maximisation de l’humidité de tempêtes hautement efficaces. Alors que les P₁₀₀ et EEN₁₀₀ ont été calculées en faisant des analyses fréquentielles des précipitations liquides et des couverts niveaux pour chaque période de 30 ans. Les variables météorologiques, les précipitations liquide et solide, le contenu en eau précipitable, et l’accumulation de neige, disponibles sur des grilles de 50 × 50 km, ont été extraites d’un ensemble de six simulations de modèles régionaux du North American Regional Climate Change Assessment Program (NARCCAP). Les projections indiquent que les PMP et P₁₀₀ s’intensifient dans la période future, alors que les AMPN et EEN₁₀₀ diminuent. Il s’agit ici de la première étude qui quantifie l’impact des changements climatiques sur les caractéristiques des valeurs extrêmes de précipitation pour la partie insulaire de la province. Les résultats de l’étude apportent un éclairage pour les acteurs de la province sur l’impact du réchauffement climatique sur les événements météorologiques extrêmes. Cette connaissance représente un prérequis à la construction de la résilience et à la compréhension de l’incertitude associée à l’analyse de crues maximales probables sur la portion insulaire de la province de Terre-Neuve-et-Labrador.

Keywords:

• PMP
• PMSA
• NARCCAP
• regional climate model
• climate change

Mots-clés:

• PMP
• AMPN
• NARCCAP
• Modèle Régional du Climat
• changement climatique

Acknowledgements

The authors wish to thank René Roy, Diane Chaumont, and Gabriel Gobeil of Ouranos for the confidence, the coordination, and the technical support, respectively. This project was sponsored by Hatch Ltd., and thus, we would like to acknowledge the administrative support provided by Marie-Hélène Briand and Michael M. Rosales. The authors would like to thank the editor and the reviewers for their inputs and comments.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the author(s).