Terrestrial Water Storage Climatology for Canada from GRACE Satellite Observations in 2002–2014

Abstract

Abstract. Quantifying terrestrial water storage (TWS) and its dynamic changes has been a key subject in water-related research and resources management. The Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) satellite mission has been providing opportunities to observe monthly TWS since 2002. This study characterizes the TWS climatology over Canada, using GRACE observations, for the period of 2002–2014. The results show that the landmass has maximum/minimum TWS in April/September, with a maximum seasonal variation of 111 mm, or 1,104 km³, of water. The west coastal region has the largest seasonal variations of over 800 mm, followed by east Canada. The southern Prairies and the Arctic have the smallest seasonal variations of less than 100 mm. The results also revealed significant long-term water loss in the Yukon, the Arctic Cordillera, and western Hudson Bay, and water gain in eastern Canada, the Prairies, and some regions over the northwest Mackenzie River Basin and southern Arctic. The water loss is likely a result of glacier and permanent snow shrinkage in the Yukon and the Arctic Cordillera, and precipitation decrease in western Hudson Bay. The water gain is likely due to precipitation increase. The results will help us better understand the water cycle and climate change impact and improve water resources management.

Résumé. La quantification du stockage terrestre de l’eau «terrestrial water storage» (TWS) ainsi que ses changements dynamiques ont été un sujet clé dans la recherche sur l’eau et la gestion des ressources. La mission satellitaire «Gravity Recovery and Climate Experiment» (GRACE) donne l’occasion d’observer le TWS mensuel depuis 2002. Cette étude caractérise la climatologie TWS sur le Canada en utilisant les observations de la GRACE pour la période de 2002 à 2014. Les résultats montrent que la masse terrestre a un maximum/minimum TWS en avril/septembre, avec une variation saisonnière maximale de 111 mm, ou 1104 km³, d’eau. La région côtière ouest a les plus grandes variations saisonnières de plus de 800 mm, suivie par l’est du Canada. Les Prairies du sud et l’Arctique ont les plus petites variations saisonnières de moins de 100 mm. Les résultats ont également révélé une importante perte à long terme de l’eau dans le Yukon, la Cordillère arctique, et l’ouest de la baie d’Hudson, et un gain d’eau dans l’est du Canada, les Prairies et certaines régions dans le nord-ouest du bassin du fleuve Mackenzie et dans le sud de l’Arctique. La perte d’eau est probablement le résultat de la diminution des glaciers et des neiges éternelles au Yukon et dans la Cordillère arctique, et la diminution des précipitations dans l’ouest de la baie d’Hudson. Le gain de l’eau est probablement dû à l’augmentation des précipitations. Les résultats aideront à mieux comprendre le cycle de l’eau et les impacts du changement climatique, et d’améliorer la gestion des ressources en eau.

Notes

bp.com/statisticalreview

ftp://podaac-ftp.jpl.nasa.gov/allData/tellus/L3/land_mass/RL05/

A digital representation of the SDAC is available on Natural Resources Canada's Geogratis website http://www.geogratis.cgdi.gc.ca/

http://m.gov.mb.ca/flooding/fighting