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Proyecto de Regionalización de Escenarios de Cambio Climático en Cantabria. Métodos

Estadísticos.

Daniel San-MartínCarmen M. Sordo

José Manuel Gutiérrez

Sixto Herrera Garcíaherreras@unican.esInstituto de Física de Cantabria, CSIC-UC

CLIVAR. Clima en España: Pasado, presente y futuro, Madrid, 11-13 Febrero

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Contenido

Estudios anteriores: PNACC 1º Fase Regionalización en Cantabria

– Colaboradores– Downscaling dinámico y estadístico– Resolución: 10km y 1km.– Es necesaria esta resolución?

Downscaling Estadístico Resultados Preliminares

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Manola Brunet(5), M. Jesús Casado(1), Manuel de Castro(4), Pedro Galán(4), José A.Lopez(1), José M. Martín(1), Asunción Pastor(1), Eduardo Petisco(1),

Petra Ramos(2), JaimeRibalaygua(3), Ernesto Rodríguez(1), Luis Torres(3)

Método estadístico

Método dinámico

Segunda fase comienza en 2008-2010

PNACC: Primera Fase GCM (TAR)

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Downscaling Estadístico Resultados Preliminares

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G1. Grupo de Meteorología Aplicada: Dr. José Manuel Gutiérrez, (responsable)Dr. Antonio Santiago Cofiño, Dr. Jesús Fernández Fernández.D. Sixto Herrera GarcíaD. Daniel San Martín Segura

G2. Grupo de Física Estadística (CSIC/UC):Dr. Miguel Angel Rodríguez Díaz (responsable)Dra. María Dolores Frías

G3. Grupo de Investigación en Estudio y Gestión del Medio Natural:Dr. Domingo Fernando Rasilla Álvarez (responsable)Dr. Juan Carlos García Codrón

G4. Grupo de Investigación en Geografía Histórica del Paisaje:Dr. Manuel Frochoso Sánchez (responsable)D. Juan José Rodríguez Velasco

G5. Grupo de investigación en Ingeniería Oceanográfica y de Costas (GIOC):Dr. Fernando Méndez Incera (responsable)Dr. Raul Medina SantamariaDr. Iñigo Losada RodriguezDr. Cesar Vidal PascualDr. Mauricio González RodriguezDra. Sonia Castanedo Barcena

G6. Centro Meteorológico Territorial de Cantabria y Asturias (AEMET)

Regionalización en Cantabria: Grupos Colaboradores

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Objetivos del Proyecto

Los principales objetivos del proyecto son: Construcción de una climatología diaria presente de

Cantabria de alta resolución (10km y 1km) para precipitación y temperatura. (G1, G3 y G6)

Series climáticas de referencia para el período 1900-2000 (incluso para 1850-2000). (G4)

Generación de escenarios a escala regional mediante downscaling estadístico y dinámico. (G1, G2, G3, G5 y G6)

Proyección de clima marítimo (G5)

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Contenido

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Downscaling Estadístico Resultados Preliminares

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GCMEscenarios de Emisión

Regionalización en Cantabria: Downscaling

Climatología (1961-90)

A2

Downscaling

Estadístico, basado en técnicas empíricas para relacionar observaciones y simulaciones.

Y = f (X;)

Observaciones Históricas

La forma de modelo y los parámetros dependen de las distintas metodologías empleadas.

A2

RCMA2 B2El Downscaling Dinámico,

basado en RCMs sobre dominios reducidos con condiciones de contorno dadas por los GCMs.

Global Predictions

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Partners Model Atmosphere Resolution Ocean Resol.

UKMO

METO-HC

HadGem1 HadGam1 1.25x1.875° L38 HadGom1 0.33-1° L40

IPSL IPSL-CM4 LMDZ-4 2.5x3.75° L19 OPA8.1 0.5-2° L31

MPI ECHAM5/MPI-OM

ECHAM5 T63 L31 MPI-OM 1.5° L40

FUB EGMAM ECHAM4-MA T30 L39 HOPE-G 0.5-2.8° L20

CNRM CNRM-CM3 ARPEGE V3 T63 L45 OPA8 0.5-2° L31

NERSC ARPEGE V3-MICOM-OASIS

ARPEGE V3 T63 L31 NERSC Modified MICOM2.8 1.5° L35

DMI ECHAM5/MPI-OM

ECHAM5 T63 L31 MPI-OM 1.5° L40

UiO OSLO CTM2 OSLO CTM2 T21 L60 ---

GCM PrediccionesGlobales

Escenarios de Emisión

Regionalización en Cantabria: GCMs (AR4)

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Partners Model Atmosphere Resolution Ocean Resol.

UKMO

METO-HC

HadGem1 HadGam1 1.25x1.875° L38 HadGom1 0.33-1° L40

IPSL IPSL-CM4 LMDZ-4 2.5x3.75° L19 OPA8.1 0.5-2° L31

MPI ECHAM5/MPI-OM

ECHAM5 T63 L31 MPI-OM 1.5° L40

FUB EGMAM ECHAM4-MA T30 L39 HOPE-G 0.5-2.8° L20

CNRM CNRM-CM3 ARPEGE V3 T63 L45 OPA8 0.5-2° L31

NERSC ARPEGE V3-MICOM-OASIS

ARPEGE V3 T63 L31 NERSC Modified MICOM2.8 1.5° L35

DMI ECHAM5/MPI-OM

ECHAM5 T63 L31 MPI-OM 1.5° L40

UiO OSLO CTM2 OSLO CTM2 T21 L60 ---

GCM PrediccionesGlobales

Escenarios de Emisión

Regionalización en Cantabria: GCMs (AR4)

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Downscaling Estadístico Resultados Preliminares

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OBSERVACIONES

Técnicas de interpolación

10km

Regionalización en Cantabria: Resolución

MODELO DE ELEVACIÓN DIGITAL DEL TERRENO

Altura, pendiente, distancia mar, insolación potencial, orientaciones, bloqueos.

1km

+

Técnicas de interpolación + Modelos estadísticos

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Regionalización en Cantabria: Climatologías

Climatología de Precipitación (mm) y Temperatura Máxima (ºC) en el periodo 1973-2003

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Downscaling Estadístico Resultados Preliminares

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¿Porqué Es Necesaria Esta Resolución?

Clima Mediterráneo

Clima Continental

Clima Atlántico

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Downscaling Estadístico Resultados Preliminares

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Downscaling Estadístico: Métodos Utilizados

Existen numerosos métodos de downscaling estadístico que se agrupan en tres familías:

- Técnicas de regresión o funciones de transferencia, basados en modelos lineales o no lineales (ej: redes neuronales) para inferir las relaciones entre los predictandos y los predictores

- Técnicas de análogos y “tipos de tiempo”, basados en una preclasificación en un número finito de tipos de tiempo en base a su semejanza sinóptica.

- Generadores de tiempo, que simulan estocásticamente los valores diarios a partir de las predicciones de los valores mensuales.

En el marco del proyecto STARDEX se mostró que ningún método estadístico es superior a los demás y por lo tanto, al igual que en downscaling dinámico, es conveniente utilizar un ensemble de métodos.

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Downscaling Estadístico: Métodos Utilizados

En este trabajo se han utilizado 6 técnicas de downscaling distintas agrupadas en:- Análogos de una y dos etapas.- Regresión lineal local en tiempo (sobre un cluster) y espacio- Regresión lineal local en tiempo (sobre un cluster) y global en espacio- Regresión lineal global en tiempo y local en espacio- Regresión lineal global en tiempo y espacioTodos los métodos anteriores se aplicaron considerando una misma región (figura) y un mismo patrón espacial para caracterizar el estado de la atmósfera.Se consideraron los campos de Z, U y V en 1000mb, T y R en 850 mb y Temperatura a 2m, tomando los valores de las 00 y 24 para definir el patrón correspondiente al día analizado.

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Resultados Preliminares: Escenarios

En la siguiente figura se muestran los resultados obtenidos al realizar downscaling sobre la rejilla de 10km.Si bien el calentamiento es común a ambas variables, debemos notar que la diferencia entre la temperatura máxima y mínima no sufre grandes alteraciones.

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Resultados: Escenarios B1 y A2 (2071-2100)

Climatología de referencia (Tx)

Proyección

Anomalía

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Resultados: Evaluación de Incertidumbres

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Resultados: Evaluación de Incertidumbres

Las siguientes figuras muestran las proyecciones regionales para la temperatura mínima en Torrelavega y Tresviso, ilustrando las grandes diferencias que pueden obtenerse, incluso a escala regional.

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Conclusiones

Toda la información respecto al proyecto se puede encontrar en la página del grupo:http://www.mdm.unican.es/

Gracias por su atención.