The Climate Atlas of Manitoba Project Danny Blair and Ryan Smith - PowerPoint PPT Presentation

The Climate Atlas of Manitoba Project � � Danny Blair and Ryan Smith � University of Winnipeg � September 2014 ¡

The Climate Atlas of Manitoba Project ¡ Funding ¡provided ¡by: ¡ • Randall ¡Shymko ¡at ¡MB ¡Climate ¡& ¡ Green ¡Ini>a>ves ¡Branch ¡ Researchers: ¡ • Danny ¡Blair ¡& ¡Ryan ¡Smith, ¡ UWinnipeg’s ¡Richardson ¡College ¡ for ¡the ¡Environment ¡ • Kyle ¡Swystun, ¡IISD ¡ Expert ¡advice: ¡ • MaKhew ¡Wiens, ¡MB ¡Agri-­‑ Environment ¡ ¡Knowledge ¡Centre ¡

General ¡objec>ves: ¡ ¡ • Produce ¡high-­‑quality ¡up-­‑to-­‑date ¡maps ¡of ¡climate ¡ condi>ons ¡across ¡MB ¡ • Assess ¡and ¡map ¡recent ¡climate ¡trends ¡across ¡MB ¡ • If ¡possible, ¡make ¡maps ¡of ¡climate ¡condi>ons ¡ projected ¡for ¡Manitoba ¡in ¡upcoming ¡decades ¡(mid-­‑ century) ¡ • Produce ¡output ¡in ¡a ¡format ¡accessible ¡to, ¡and ¡ understandable ¡by, ¡many ¡stakeholders, ¡including ¡the ¡ public ¡

Challenges: ¡ ¡ • Quality ¡of ¡historical ¡climate ¡data ¡in ¡MB; ¡Environment ¡ Canada’s ¡climate ¡sta>on ¡data ¡is ¡not ¡evenly ¡distributed ¡ through ¡space ¡and ¡>me ¡ • Most ¡recent ¡climate ¡model ¡data ¡(CMIP5) ¡is ¡available, ¡ but ¡only ¡in ¡course ¡resolu>on; ¡>me-­‑consuming ¡and ¡ expensive ¡to ¡process ¡ • Higher ¡resolu>on ¡CMIP5 ¡data ¡only ¡available ¡from ¡one ¡ model, ¡for ¡one ¡emissions ¡scenario ¡ • The ¡processing ¡of ¡these ¡data ¡s>ll ¡very ¡>me ¡consuming ¡ • The ¡>meline ¡for ¡the ¡project ¡is ¡short ¡ • The ¡budget ¡for ¡the ¡project ¡is ¡small… ¡and ¡has ¡not ¡been ¡ renewed! ¡

Choices: ¡ ¡ • Use ¡NRCan’s ¡gridded ¡dataset ¡of ¡daily ¡1950-­‑2012 ¡ temperatures ¡and ¡precipita>on ¡to ¡depict ¡current ¡ climate ¡and ¡recent ¡trends ¡ • Use ¡Canada’s ¡CANRCM4 ¡regional ¡climate ¡model ¡data ¡ for ¡future ¡projec>ons ¡ • Use ¡RCP8.5 ¡emissions ¡scenario ¡ • Use ¡in-­‑house ¡climate ¡mapping ¡sobware ¡wriKen ¡(by ¡ Ryan ¡Smith) ¡in ¡IDL ¡programming ¡language ¡to ¡process ¡ and ¡map ¡data ¡ • Use ¡1971-­‑2010 ¡to ¡assess ¡recent ¡trends ¡ • Use ¡1981-­‑2010 ¡for ¡some ¡climate ¡maps ¡ • Use ¡2021-­‑2050 ¡to ¡represent ¡‘the ¡future’ ¡

Daily ¡Historical ¡Data ¡

Bulle>n ¡of ¡the ¡American ¡Meteorological ¡Society: ¡December ¡2011 ¡

NRCan ¡gridded ¡dataset: ¡ • Resolu>on ¡is ¡300 ¡arc ¡seconds ¡(very ¡close ¡to ¡10 ¡km) ¡ • Daily ¡maximum ¡temperature ¡(°C) ¡ • Daily ¡minimum ¡temperature ¡(°C) ¡ • Daily ¡total ¡precipita>on ¡(mm) ¡ • Years ¡1950-­‑2010, ¡currently ¡(leap ¡year ¡days ¡included) ¡ • Domain: ¡141.00 ¡to ¡52.00 ¡W, ¡41.00 ¡to ¡83.00 ¡N ¡ • Datum: ¡Geographic ¡NAD83 ¡

Very ¡confident ¡in ¡the ¡quality ¡of ¡the ¡daily ¡ temperatures ¡in ¡the ¡NRCan ¡10-­‑km ¡gridded ¡ dataset. ¡ Less ¡confident ¡in ¡the ¡quality ¡of ¡the ¡daily ¡ precipita>on ¡data. ¡

Model ¡Data ¡

Representative RCP8.5 ¡ Concentration Pathways (RCPs) RCP6.0 ¡ 2.3 ¡W/m 2 ¡ so ¡far ¡ RCP4.5 ¡ RCP2.6 ¡

CMIP5 ¡= ¡Coupled ¡Model ¡ Intercomparison ¡Project ¡ Phase ¡5 ¡ Average ¡1961-­‑90 ¡global ¡ temperature ¡simulated ¡ by ¡models ¡ EMIC ¡= ¡Earth ¡System ¡Model ¡ of ¡Intermediate ¡Complexity ¡ (lower ¡resolu>on ¡than ¡typical ¡ AOGCMs) ¡ IPCC ¡AR5 ¡Chapter ¡8 ¡

EXAMPLE ¡OF ¡DIFFERENCES ¡BETWEEN ¡NRCan ¡GRIDDED ¡ AND ¡CANRCM4 ¡(RCP8.5) ¡TEMPERATURE ¡DATA ¡ AVERAGE ¡ANNUAL ¡MAXIMUM ¡TEMPERATURE ¡AT ¡GRIDPOINT ¡CLOSEST ¡TO ¡WINNIPEG ¡ CANRCM4 ¡ NRCan ¡ Average ¡delta ¡= ¡3.35 o C ¡

January ¡Average ¡Maximum ¡Temperature ¡Delta ¡Map ¡ ¡

July ¡Average ¡Minimum ¡Temperature ¡Delta ¡Map ¡ ¡

January ¡Precipita>on ¡Delta ¡Map ¡ ¡

July ¡Precipita>on ¡Delta ¡Map ¡ ¡

Enough ¡of ¡the ¡boring ¡stuff. ¡ ¡ Introducing…The ¡Climate ¡Atlas! ¡

Trend ¡in ¡Annual ¡ Number ¡of ¡Days ¡<= ¡-­‑30 o C ¡ (1971-­‑2010) ¡ (NRCan ¡10-­‑km ¡gridded ¡daily ¡data) ¡ NRCan ¡Data ¡Ref: ¡ Hutchinson, ¡ Michael ¡F., ¡Dan ¡W. ¡McKenney, ¡ Kevin ¡Lawrence, ¡John ¡H. ¡Pedlar, ¡ Ron ¡F. ¡Hopkinson, ¡Ewa ¡Milewska, ¡ Pia ¡Papadopol, ¡2009: ¡ Development ¡and ¡Tes>ng ¡of ¡ Canada-­‑Wide ¡Interpolated ¡ Spa>al ¡Models ¡of ¡Daily ¡ Minimum–Maximum ¡ Temperature ¡and ¡Precipita>on ¡ for ¡1961–2003. J. ¡Appl. ¡Meteor. ¡ Climatol. , ¡48, ¡725–741. ¡ ¡ Hopkinson, ¡Ron ¡F., ¡Daniel ¡W. ¡ McKenney, ¡Ewa ¡J. ¡Milewska, ¡ Michael ¡F. ¡Hutchinson, ¡Pia ¡ Papadopol, ¡Lucie ¡A. ¡Vincent, ¡ 2011: ¡Impact ¡of ¡Aligning ¡ Climatological ¡Day ¡on ¡Gridding ¡ Daily ¡Maximum–Minimum ¡ Temperature ¡and ¡Precipita>on ¡ over ¡Canada. ¡ J. ¡Appl. ¡Meteor. ¡ Climatol. , ¡50, ¡1654–1665. ¡ Ryan ¡Smith ¡ and ¡Danny ¡ Blair ¡

Annual ¡Number ¡o ¡Days ¡Below ¡ 100 ¡ 120 ¡ 140 ¡ 160 ¡ 180 ¡ 20 ¡ 40 ¡ 60 ¡ 80 ¡ 0 ¡ 1951 ¡ Produced ¡by ¡Danny ¡Blair ¡ 1952 ¡ Years ¡with ¡> ¡10 ¡days ¡missing ¡not ¡included ¡ 1953 ¡ 1954 ¡ Alert, ¡Nunavut: ¡Annual ¡Number ¡of ¡Cold ¡Days, ¡1951-­‑2012 ¡ 1955 ¡ Days ¡Missing ¡ 1956 ¡ 1957 ¡ 1958 ¡ 1959 ¡ 1960 ¡ 1961 ¡ 1962 ¡ 1963 ¡ 1964 ¡ 1965 ¡ 1966 ¡ 1967 ¡ Days ¡<= ¡-­‑35 o C ¡ 1968 ¡ 1969 ¡ 1970 ¡ 1971 ¡ 1972 ¡ 1973 ¡ 1974 ¡ 1975 ¡ 1976 ¡ 1977 ¡ 1978 ¡ 1979 ¡ 1980 ¡ 1981 ¡ 1982 ¡ Year ¡ 1983 ¡ 1984 ¡ 1985 ¡ Days ¡<= ¡-­‑30 o C ¡ 1986 ¡ 1987 ¡ 1988 ¡ 1989 ¡ 1990 ¡ 1991 ¡ Days ¡<= ¡-­‑40 o C ¡ 1992 ¡ 1993 ¡ 1994 ¡ 1995 ¡ 1996 ¡ 1997 ¡ 1998 ¡ 1999 ¡ 2000 ¡ 2001 ¡ 2002 ¡ Data ¡Source: ¡Environment ¡Canada ¡ 2003 ¡ 2004 ¡ 2005 ¡ 2006 ¡ 2007 ¡ 2008 ¡ 2009 ¡ 2010 ¡ 2011 ¡ 2012 ¡ 2013 ¡ 2014 ¡ 2015 ¡

Annual ¡Number ¡o ¡Days ¡Below ¡ 100 ¡ 120 ¡ 140 ¡ 160 ¡ 20 ¡ 40 ¡ 60 ¡ 80 ¡ 0 ¡ 1971 ¡ Produced ¡by ¡Danny ¡Blair ¡ 1972 ¡ Days ¡Missing ¡ Years ¡with ¡> ¡10 ¡days ¡missing ¡not ¡included ¡ Resolute, ¡Nunavut: ¡Annual ¡Number ¡of ¡Cold ¡Days, ¡1971-­‑2012 ¡ 1973 ¡ 1974 ¡ 1975 ¡ 1976 ¡ 1977 ¡ 1978 ¡ 1979 ¡ 1980 ¡ 1981 ¡ 1982 ¡ 1983 ¡ 1984 ¡ 1985 ¡ 1986 ¡ 1987 ¡ 1988 ¡ 1989 ¡ Days ¡<= ¡-­‑35 o C ¡ 1990 ¡ Days ¡<= ¡-­‑40 o C ¡ 1991 ¡ 1992 ¡ Year ¡ 1993 ¡ 1994 ¡ 1995 ¡ 1996 ¡ 1997 ¡ Days ¡<= ¡-­‑30 o C ¡ 1998 ¡ 1999 ¡ 2000 ¡ 2001 ¡ 2002 ¡ 2003 ¡ 2004 ¡ 2005 ¡ 2006 ¡ Data ¡Source: ¡Environment ¡Canada ¡ 2007 ¡ 2008 ¡ 2009 ¡ 2010 ¡ 2011 ¡ 2012 ¡ 2013 ¡ 2014 ¡ 2015 ¡

ANNUAL ¡TOTAL ¡PRECIPITATION ¡TOTALS ¡IN ¡WINNIPEG ¡ CANRCM4 ¡ AIRPORT ¡ NRCan ¡Gridded ¡

Other ¡things ¡the ¡program ¡can ¡do: ¡ • Produce ¡high-­‑quality, ¡print-­‑ready ¡maps ¡ • Output ¡data ¡in ¡Excel ¡format ¡ • Compute ¡“outlier ¡resistant” ¡p-­‑values ¡ • Draw ¡custom ¡shape ¡files ¡