Downscaling future oceanography projections in the Canadian Arctic and Subarctic

The Arctic and Subarctic regions of Canada are experiencing rapid climate change. In particular, temperatures are rising and sea ice cover is declining at unprecedented rates. These changes are having impacts on the ocean environment with changes in marine ecosystems as well as human interactions with the environment. For example, Nunatsiavut in northern Labrador has seen a loss of nearly 75% sea ice cover since 1968 – with significant implications on winter travel routes and the ability to fish and harvest marine mammals. Therefore there is great need to understand how the marine environment may change in the future, which is critical for ensuring food security and the preservation of culture across northern Canada.

This project will perform simulations of the future ocean using numerical ocean models. Our ocean modelling system will include three levels. First, a large-scale model covering the Arctic Ocean and the north Atlantic Ocean will be used. This model has been used previously to simulate historical conditions and will be used in this project, along with climate model future projections, to simulate the ocean to the mid-21st century. This model will include the physical ocean, sea-ice and marine biogeochemistry. Second, a regional model for the coast and shelf off Nunatsiavut will be nested within the larger-scale model. This model will provide simulations of the historical and future marine environment on a finer-detail, including changes in landfast ice critical for winter travel, fishing and hunting. Finally, a local model for Lake Melville and Groswater Bay (central Labrador) will be developed and used to test the combined oceanographic impacts of a changing climate and local hydroelectric developments, and be interpreted alongside community knowledge of past changes in sea-ice use. All project components will be used to inform local rightsholders of projected future changes in the marine environment, contribute to marine management plans.

Simulations à échelle réduite des prévisions océanographiques dans les régions arctiques et subarctiques canadiennes 

Les régions arctiques et subarctiques du Canada ressentent les effets de l’évolution rapide des changements climatiques, notamment l’augmentation des températures et le déclin à un rythme sans précédent de la couverture des glaces marines. Ces changements ont des répercussions sur le milieu océanique, altérant les écosystèmes marins et l’interaction humaine avec l’environnement. Au Nunatsiavut dans le Nordlabrador, par exemple, on observe depuis 1968 une diminution de près de 75 % de la couverture des glaces marines, ce qui nuit considérablement aux voies de déplacement en hiver et à la capacité de pêcher et de chasser les mammifères marins. Il est donc indispensable de comprendre les changements que pourrait subir le milieu marin dans les années à venir, car il en va de la sécurité alimentaire et de la protection de la culture de l’ensemble des collectivités nordiques du Canada. 

Ce projet consistera à réaliser des simulations des prévisions océanographiques au moyen de modèles océaniques numériques. Notre système de développement de modèles océaniques comportera trois étapes. D’abord, nous utiliserons un modèle à grande échelle englobant l’océan Arctique et l’Atlantique Nord. Utilisé antérieurement pour effectuer des simulations des conditions historiques, ce modèle sera repris dans le cadre du présent projet, outre les projections des modèles climatiques, pour réaliser des simulations des prévisions océanographiques au milieu du 21e siècle. Ce modèle permettra notamment de prévoir l’état physique et biogéochimique de l’océan, de la glace de mer et du milieu marin. Ensuite, au modèle à grande échelle nous intégrerons un modèle régional visant les eaux côtières et la plateforme au large du Nunatsiavut. Ce modèle permettra d’effectuer des simulations plus détaillées des conditions historiques et futures du milieu marin, ainsi que des changements touchant la glace de rive, essentielle aux déplacements, à la pêche et à la chasse en hiver. Enfin, nous élaborerons un modèle local que nous utiliserons pour le lac Melville et la baie Groswater (sur la côte centrale du Labrador) afin d’y évaluer les répercussions totales des changements climatiques et des aménagements hydroélectriques locaux sur les conditions océanographiques, puis nous en interpréterons les données, parallèlement aux connaissances des collectivités sur les changements antérieurs de l’utilisation de la glace de mer. Tous les volets du projet serviront à informer les détenteurs de droits des collectivités locales des changements prévus au sein du milieu marin, afin qu’ils contribuent à l’élaboration des plans de gestion marine.