Impact of Climate Change on Ozone Pollution in the Lower Fraser Valley, Canada

Assuming current emissions and background concentrations, we investigate how changes in synoptic meteorology alone affect ozone episodes in the Lower Fraser Valley, Canada, in future climates. We perform synoptic typing of combined sea level pressure and 500 hPa geopotential heights for June to September 1961–2000 using the National Centers for Environmental Prediction (NCEP) reanalysis data. Five clusters provide a qualitatively good representation of typical synoptic conditions and stratify exceedance days into one cluster with more than half of all exceedances. Independent cluster analyses for climate model output from the Third Generation Coupled Global Climate Model (CGCM3.1 T63) 1961–2000 control runs and 2046–65 Special Report on Emissions Scenarios (SRES) A1B scenario runs give clusters qualitatively similar to those using NCEP data. When CGCM output is mapped to the NCEP clusters, the CGCM control run cluster frequencies are almost identical to NCEP frequencies, while CGCM 2046–65 output shows only small frequency changes. This indicates that, in future climates, the frequency of occurrence of synoptic types conducive to ozone exceedances will not be appreciably different than they are in the present climate. However, the CGCM predicts substantial increases in daily maximum temperatures in the Lower Fraser Valley across all five clusters. An analysis of exceedance probabilities suggests that the predicted temperature increase will more than double the number of exceedance days per year. R ésumé [Traduit par la rédaction] Sur la base des niveaux d’émission et des concentrations de fond actuels, nous étudions comment les seuls changements dans la météorologie synoptique influencent les épisodes d'ozone dans la vallée du bas Fraser, au Canada, dans les climats futurs. Nous effectuons un typage synoptique de la pression au niveau de la mer combinée aux hauteurs géopotentielles de 500 hPa pour juin à septembre 1961–2000 en utilisant les données de réanalyse des NCEP (National Centers for Environmental Prediction). Cinq grappes fournissent une représentation qualitativement bonne des conditions synoptiques typiques et stratifient les jours de dépassement dans une grappe avec plus de la moitié de tous les dépassements. Des analyses de grappes indépendantes pour la sortie du modèle climatique faites à partir des passes de vérification du CGCM3.1 T63 (Third Generation Coupled Global Climate Model) pour la période 1961–2000 et des passes de scénario du SRES (Special Report on Emissions Scenarios) A1B pour 2046–2065 donnent des grappes qualitativement semblables à celles obtenues avec les données des NCEP. Quand la sortie du CGCM est mise en correspondance avec les grappes des NCEP, les fréquences des grappes des passes de vérification sont presque identiques aux fréquences des NCEP, et en même temps la sortie du CGCM 2046–2065 ne montre que de petits changements de fréquence. Cela indique que, dans les climats futurs, la fréquence d'apparition des types synoptiques menant à des dépassements d'ozone ne diffèrera pas notablement de ce qu'elle est dans le climat présent. Cependant, le CGCM prévoit des augmentations appréciables dans les températures maximales journalières dans la vallée du bas Fraser dans les cinq grappes. Une analyse des probabilités de dépassement suggère que l'augmentation de température prévue fera plus que doubler le nombre de jours de dépassement par année.