Cmos bulletin scmo volume 5 No. April 2017 avril 2017

 

CMOS Bulletin SCMO 

Vol. 45, No.2 

 

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50th Anniversary: Interviews

 

Q: How did this work inform your own research?  

The paper showed clear trends in climate. This motivated the desire to understand the underlying causes of 

the trend and has led to my many-year effort in the field of climate change detection and attribution.  

Q: What are your research plans for the future? 

My main research will focus on understanding the causes of observed changes in the climate as well as future 

evolution  of  climate,  in  particular  climate  change  at  regional  and  local  scale  that  is  most  relevant  to  

impacts. 

Q: What do you see as some of the major issues associated with climate change?  

There  are  many  important  issues  the  climate  community  faces.  The  World  Climate  Research  Program  has 

identified  important  research  areas  as  7  Grand  Challenges  that  require  international  partnership  and  

coordination  and  that  yield  “actionable  information”  for  decision  makers.  These  grand  challenge  projects  

include melting ice and global consequences, clouds, circulation and climate sensitivity, carbon feedbacks in 

the climate system, understanding and predicting weather and climate extremes, water for the food baskets of 

the world, regional sea-level change and coastal impacts, and near-term climate prediction.  

Q: Could you comment on which of these 7 Grand Challenges you see as particularly relevant within 

the Canadian context?  

This is indeed a bit too difficult to answer as these high priority areas are also related and linked. For example, 

while climate extremes are very important to the impacts, understanding changes in extremes and providing 

robust projection of future extremes do require improved models that have sufficiently accurate and realistic 

cloud scheme and that simulate large scale circulation as well as its influence on surface climate well. 

 

 

About Xuebin

 

Dr. Xuebin Zhang is a Senior Research Scientist with the Climate Research 

Division, Environment and Climate Change Canada.  

He  served  as  lead  authors  for  IPCC  assessment  reports.  His  current  

research focuses on past and future changes in climate extremes.  

 

Paper Summary 

Temperature and Precipitation Trends in Canada during the 20

th

 Century

: X. Zhang, L.A. Vincent, W.D. 

Hogg and A. Niitsoo, 2000 

This paper analyses trends in Canadian temperature and precipitation during the 20th century using, for the 

first  time,  temperatures  homogenized  for  site  relocation  and  changes  in  observing  programs,  and  

precipitations adjusted for known instrument changes and measurement program deficiencies. The data was 

first interpolated to a 50 × 50 km grid to take into account the uneven distribution of the station data which is 

sparse in northern Canada (north of 60°N). From 1950-1998, a distinct pattern of warming in the south and 

west,  and  cooling  in  the  northeast  regions  of  the  country  was  found  in  winter  and  spring.  Across  Canada,  

precipitation  increased  by  5%  to  35%,  with  significant  negative  trends  in  the  southern  regions  during  the  

winter. The ratio of snowfall to total precipitation increased, with negative trends in southern regions during the 

spring.  The  causes  of  the  different  spatial  and  temporal  trends  are  not  discussed  here  but  there  is  some  

evidence of agreement between the trends observed in Canadian climate and those predicted by the Global 

Climate Models incorporating an increase in atmospheric greenhouse gases. 

 

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Vol. 45, No.2 

 

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50th Anniversary: Interviews

 

Interview with Nigel Roulet 

Prof.  Nigel  Roulet  is  one  of  the  authors  on  the  2000  paper 

Parameterization of peatland hydraulic  

properties for the Canadian Land Surface Scheme (CLASS)

.  This was the first inclusion of organic matter into 

a land surface package, providing a significant contribution to the field of climate modelling.   

Q: What motivated you to pursue this area of research?  

When I was working on my PhD on low arctic hydrology, the catchment I was working on had deposits of peat 

in  the  valley  bottoms.    This  completely  altered  the  ‘typical’  permafrost  hydrology  we  had  expected  from  my  

supervisor’s work in the high arctic.  I soon realized that very few people had worked on peatland hydrology, 

but peatlands were a very important land cover of Canada – 12% of Canada is covered with peat.  So I then 

began  working  on  peatland  hydrology  and  it  became  obvious  that  as  the  peat  accumulated,  it  modified  the  

hydrology that allowed the peatlands to originally form.  Fast forward 30 years, and we now know peatlands 

are complex ecosystems that are self-regulating because of the negative feedbacks between the production of 

peat  and  its  accumulation  and  the  hydrology  of  the  peatland.    This  makes  these  ecosystems  unique  when 

studying climate change because the self-regulation gives them a resilience in some cases.  The motivation of 

the work in the paper in Atmosphere-Ocean came from recognizing that peatlands contain about one third of 

the  world’s  soil  carbon  and  the  maintenance  of  that  vast  store  of  carbon  was  dependent  on  the  peatlands  

remaining wet, and that climate change might lead to changes in wetness of peatlands.  I thought it was fairly 

important  to  try  and  get  the  properties  of  peat  into  the  Canadian  Land  Surface  Scheme  (CLASS)  since  

peatlands were such an important land cover type.  The first step of this process was to get the parameters for 

peat and organic soil into the CLASS. 

Q: What do you perceive was the main impact of this research?  

Our research was the start, enabling climate modellers to get peatlands into climate models.  This allows us to 

now examine the sensitivity of the vast carbon stores in northern peatland to climate change. Based on that 

work and our simulations we now know that bog like peatlands are not very sensitive to climate change but are 

highly sensitive to land-use change that alters their hydrology.  Once their hydrology is changed they become 

more sensitive to changes in climate.  The bog-like peatlands represent about 70% of northern peatlands in 

Canada. Our modelling shows us that the fen-like peatlands are  very sensitive to climate change and could 

become net carbon sources to the atmosphere with climate change.  We are still working on the size of this 

feedback. 

Q: How, since publication, has this research informed other research in this area, in Canada or around 

the world?  

The parameters synthesized in the paper have been incorporated into CLASS and are in all the subsequent 

versions of CLASS, therefore they are in the Canadian climate and earth systems models. We first developed 

Peatlands in the Hudson Bay Lowlands. 

The  eddy  covariance  tower  at  the  Mer  Bleue  peatland, 

Eastern  Ontario  –  the  longest  running  carbon  observatory 

for a peatland in the world. 

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