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The Canadian Sea Ice and Snow Evolution (CanSISE) Network is a climate research network focused on developing and applying state of the art observational data to advance dynamical prediction, projections, and understanding of seasonal snow cover and sea ice in Canada and the circumpolar Arctic. Here, we present an assessment from the CanSISE Network on trends in the historical record of snow cover (fraction, water equivalent) and sea ice (area, concentration, type, and thickness) across Canada. We also assess projected changes in snow cover and sea ice likely to occur by mid-century, as simulated by the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) suite of Earth system models. The historical datasets show that the fraction of Canadian land and marine areas covered by snow and ice is decreasing over time, with seasonal and regional variability in the trends consistent with regional differences in surface temperature trends. In particular, summer sea ice cover has decreased significantly across nearly all Canadian marine regions, and the rate of multi-year ice loss in the Beaufort Sea and Canadian Arctic Archipelago has nearly doubled over the last 8 years. The multi-model consensus over the 2020–2050 period shows reductions in fall and spring snow cover fraction and sea ice concentration of 5–10% per decade (or 15–30% in total), with similar reductions in winter sea ice concentration in both Hudson Bay and eastern Canadian waters. Peak pre-melt terrestrial snow water equivalent reductions of up to 10% per decade (30% in total) are projected across southern Canada.

Les variabilités et changements climatiques et les incapacités pour faire face à leurs risques, à leurs effets et, plus précisément, à gérer les catastrophes hydrométéorologiques (inondation et sécheresse) qui les accompagnent, viennent en ajouter aux vulnérabilités et aux problèmes, qui sont déjà une préoccupation en Afrique Subsaharienne et au Bénin. Face à leurs manifestations de plus en plus récurrentes – la faiblesse des systèmes de financement local de la gestion des catastrophes et le déficit des systèmes de protection sociale, qui témoignent des limites des capacités de transfert des risques de catastrophe – cette étude a identifié la structure (gouvernance-ressources), comme le problème essentiel de la gestion des catastrophes au Bénin. Une étude synthétique, étude de cas multiples avec trois niveaux d’analyse imbriqués, dans une approche qualitative, a permis de mieux comprendre comment, dans un contexte de pauvreté, l’intégration de la micro assurance climatique, modifie la structure, le processus et le résultat de la gestion des catastrophes et assure la performance du système et la résilience des populations. Elle a documenté les différents aspects de la structure et des vulnérabilités des systèmes et des populations et a identifié l’absence d’intégration de la micro assurance climatique aux systèmes de gestion des catastrophes, comme un problème au coeur de la complexité des déterminants de la résilience, aussi confrontée à une autre complexité, celle de la diversité des interconnexions entre les différentes catégories de risques, qui place la santé au coeur de tous les risques. La nécessité d’une gestion holistique du risque global, ou d’une gestion tout risque, telle que retenue par le Cadre d’Action de Hyōgo et le Cadre d’Action de Sendai; et l’importance d’apporter une réponse en accord au contexte et à son profil de risques, qui prend l’option pour la "démocratisation" d’une micro assurance climatique, gouvernée sur la base de fondements idéologiques d’équité et d’efficience, cette recherche a préconisé – pour une gestion plus rationnelle, pertinente, efficace et efficiente des catastrophes – une intégration de trois systèmes : le système de la gestion des catastrophes; le système de protection sociale, y compris celui de la micro assurance climatique, et le système de la santé; tous reconnus outillés pour la gestion des risques. Elle a retenu, qu’une telle approche saurait aussi assurer une gestion efficace du changement qu’induirait l’intégration de la micro assurance climatique à la gestion des catastrophes; de ii même qu’une meilleure utilisation des outils et méthodes de sensibilisation, de prévention, de prévision et d’évaluation des risques et des dommages dont recèlent les pratiques en micro assurance climatique. Elle constate que la réussite de l’intégration de la MAC et son développement sont essentiellement plus déterminés par les acteurs et leurs intérêts, que par les ressources financières, même si elles sont aussi indispensables. Cette recherche préconise qu’à partir de choix de modèles et de modes d’intégration bien étudiés, son intégration ou sa prise en compte dans les différents programmes d’aide et de protection sociale mis en oeuvre au Bénin pourrait être, à travers les subventions de l’État, un moyen de mobilisation de fonds en faveur de son financement et de sa viabilité/durabilité. Ce financement pourra aussi s’appuyer sur les mécanismes traditionnels de financement de l’assurance, de la micro assurance, des changements climatiques et de la réduction des risques de catastrophe au Bénin, en Afrique et dans le monde. C’est pourquoi, en termes de gouvernance, ce travail soutien une restructuration avec une gestion entièrement centrée sur les communes, dans une approche des services de première ligne avec les réseaux de services ; en termes de ressources, il a aussi analysé les conditions et les possibilités de développement d’une micro assurance climatique, qui dépend avant tout de la qualité de la gestion des catastrophes (capacités à réduire les risques et limiter les pertes ou capacités à induire la résilience des systèmes et des populations). Cette approche puise dans les réalités et pratiques endogènes de gestion des catastrophes et surtout de protection sociale ou de transfert de risques ; elle s’inspire des bonnes pratiques d’ailleurs ; elle contribue à instaurer l’équité, comme principe de la gestion intégrée des catastrophes et, au-delà de la résilience, à susciter une convergence des efforts pour l’autonomisation de la structure et des populations, face aux manifestations catastrophiques des inondations et de la sécheresse. Cette recherche pense qu’il faut oser la micro assurance universelle pour la gestion des catastrophes hydrométéorologiques; qu’elle est réalisable ou faisable, même en contexte de pauvreté; et qu’il est aussi possible de combiner micro assurance climatique universelle et assurance médicale universelle, dans une dynamique qui mobilise des approches efficientes et les intérêts.

Evaluating the historical contribution of the volume loss of ice to stream flow based on reconstructed volume changes through the Little Ice Age (LIA) can be directly related to the understanding of glacier-hydrology in the current epoch of rapid glacier loss that has disquieting implications for a water resource in the Cordillera Blanca in the Peruvian Andes. However, the accurate prediction of the future glacial meltwater availability for the developing regional Andean society needs more extensive quantitative estimation from long-term glacial meltwater of reconstructed glacial volume. Modeling the LIA paleoglaciers through the mid-19th century (with the most extensive recent period of mountain glacier expansion having occurred around 1850 AD) in different catchments of the Cordillera Blanca allows us to reconstruct glacier volume and its change from likely combinations of climatic control variables and time. We computed the rate and magnitude of centennial-scale glacier volume changes for glacier surfaces between the LIA and the modern era, as defined by 2011 Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) Global Digital Elevation Model Version 2 (GDEM V2) and 2008 Light Detection and Range (LiDAR) data. The model simulation showed good agreement with the observed geomorphic data and the volume and surface area (V-S) scaling remained within the 25% error range in the reconstructed simulation. Also, we employed a recently demonstrated approach (Baraër, M. et al.) to calculate meltwater contribution to glacierized catchment runoff. The results revealed multiple peaks of both mean annual and dry season discharge that have never been shown in previous research on the same mountain range.

The Canadian Sea Ice and Snow Evolution (CanSISE) Network is a climate research network focused on developing and applying state-of-the-art observational data to advance dynamical prediction, projections, and understanding of seasonal snow cover and sea ice in Canada and the circumpolar Arctic. This study presents an assessment from the CanSISE Network of the ability of the second-generation Canadian Earth System Model (CanESM2) and the Canadian Seasonal to Interannual Prediction System (CanSIPS) to simulate and predict snow and sea ice from seasonal to multi-decadal timescales, with a focus on the Canadian sector. To account for observational uncertainty, model structural uncertainty, and internal climate variability, the analysis uses multi-source observations, multiple Earth system models (ESMs) in Phase5 of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5), and large initial-condition ensembles of CanESM2 and other models. It is found that the ability of the CanESM2 simulation to capture snow-related climate parameters, such as cold-region surface temperature and precipitation, lies within the range of currently available international models. Accounting for the considerable disagreement among satellite-era observational datasets on the distribution of snow water equivalent, CanESM2 has too much springtime snow mass over Canada, reflecting a broader northern hemispheric positive bias. Biases in seasonal snow cover extent are generally less pronounced. CanESM2 also exhibits retreat of springtime snow generally greater than observational estimates, after accounting for observational uncertainty and internal variability. Sea ice is biased low in the Canadian Arctic, which makes it difficult to assess the realism of long-term sea ice trends there. The strengths and weaknesses of the modelling system need to be understood as a practical tradeoff: the Canadian models are relatively inexpensive computationally because of their moderate resolution, thus enabling their use in operational seasonal prediction and for generating large ensembles of multidecadal simulations. Improvements in climate-prediction systems like CanSIPS rely not just on simulation quality but also on using novel observational constraints and the ready transfer of research to an operational setting. Improvements in seasonal forecasting practice arising from recent research include accurate initialization of snow and frozen soil, accounting for observational uncertainty in forecast verification, and sea ice thickness initialization using statistical predictors available in real time.

Climate change has induced considerable changes in the dynamics of key hydro-climatic variables across Canada, including floods. In this study, runoff projections made by 21 General Climate Models (GCMs) under four Representative Concentration Pathways (RCPs) are used to generate 25 km resolution streamflow estimates across Canada for historical (1961–2005) and future (2061–2100) time-periods. These estimates are used to calculate future projected changes in flood magnitudes and timings across Canada. Results obtained indicate that flood frequencies in the northernmost regions of Canada, and south-western Ontario can be expected to increase in the future. As an example, the historical 100-year return period events in these regions are expected to become 10–60 year return period events. On the other hand, northern prairies and north-central Ontario can be expected to experience decreases in flooding frequencies in future. The historical 100-year return period flood events in these regions are expected to become 160–200 year return period events in future. Furthermore, prairies, parts of Quebec, Ontario, Nunavut, and Yukon territories can be expected to experience earlier snowmelt-driven floods in the future. The results from this study will help decision-makers to effectively manage and design municipal and civil infrastructure in Canada under a changing climate.