Assessment of Ocean Temperature Trends for the Scotian Shelf and Gulf of Maine Using 22 CMIP6 Earth System Models

This study examined the results of 22 CMIP6 (Coupled Model Inter-comparison Project phase 6) Earth System Model (ESM) simulations for four regions on the Scotian Shelf and Gulf of Maine. A comparison between the historical simulations from the CMIP6 ESMs with observational sea surface and bottom temperature (SST, BT) data demonstrates that the eddy-permitting ESMs do not perform better than coarse-resolution non-eddy permitting models in terms of long-term trends. Eddy-permitting ESMs reduce model SST bias but not BT bias. In general, the 22 CMIP6 ESMs show limited skill for historical BT simulations in these shelf regions. Climate projections under ssp (Shared Socio-economic Pathways)245 and ssp370 for the 2020-2049 period suggest that the largest seasonal SST increase will occur in summer for both the Scotian Shelf and the Gulf of Maine. Under both climate scenarios, the SST of the Scotian Shelf (Gulf of Maine) increases by 1.2-1.8 degrees C (1.4-1.7 degrees C) for the 2040-2049 period relative to 1995-2014, and bottom temperature increases by 1.2-1.6 degrees C (1.3-1.4 degrees C) for the same period. For SST, five models exhibit abnormally warm projections. The ESMs' performance against observations suggest the SST changes are probably underestimated, while the BT changes are likely overestimated. [Traduit par la redaction] La presente etude a examine les resultats de 22 simulations du modele de systeme Terre (MST) PCMCP6 (Projet de comparaison de modeles couples, phase 6) pour quatre regions de la plate-forme neo-ecossaise et du golfe du Maine. Une comparaison entre les simulations historiques des MST PCMCP6 et les donnees d'observation de la temperature de la surface de la mer et de la temperature au fond (TSM, TF) montre que les MST prenant en compte les tourbillons ne sont pas plus performants que les modeles a resolution grossiere ne prenant pas en compte les tourbillons en ce qui concerne les tendances a long terme. Les MST prenant en compte les tourbillons reduisent le biais des modeles TSM mais pas le biais TF. En general, les 22 MST PCMCP6 montrent une competence limitee pour les simulations historiques de TF dans ces regions du plateau continental. Les projections climatiques selon les scenarios SSP (profil socioeconomique partage) 245 et SSP370 pour la periode 2020-2049 donnent a penser que la plus forte augmentation saisonniere de la TSM se produira en ete a la fois pour la plate-forme neo-ecossaise et pour le golfe du Maine. Dans les deux scenarios climatiques, la TSM de la plate-forme neo-ecossaise (golfe du Maine) augmente de 1,2 a 1,8 degrees C (1,4 a 1,7 degrees C) pour la periode 2040-2049 par rapport a 1995-2014, et la temperature du fond augmente de 1,2 a 1,6 degrees C (1,3 a 1,4 degrees C) pour la meme periode. Pour la TSM, cinq modeles presentent des previsions anormalement chaudes. La performance des MST par rapport aux observations suggere que les changements de TSM sont probablement sous-estimes, tandis que les changements de TF sont probablement surestimes.