CALCULO DE TENDENCIAS Y PROYECCIONES CLIMÁTICAS …los cambios en los extremos de esta región. •...
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CALCULO DE TENDENCIAS Y PROYECCIONES CLIMÁTICAS USANDO
MODELOS REGIONALES
Luis F. Pineda-Martínez*, Tereza Cavazos+, Baudelio Rodríguez-González, Francisco Aguilar Ortega, Oscar A. Dzul, Felipe de Jesús Escalona-Alcázar, Jorge Bluhm-Gutiérrez, Santiago
Valle-Rodríguez, Josefina Huerta-García
Universidad Autónoma de Zacatecas+CICESE
*[email protected], Miembro de REDESCLim
IPCC Assessment Reports since 1990: WGI Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (AR5 IPCC) ribution
1990
1995
2001
2007
2013
El Quinto Informe de Evaluación del IPCC (Stocker et al., 2013) muestra tendencias positivasde la temperatura global del aire y sus extremos relacionados, y cada década es más cálidaque la anterior; Además, las últimas tres décadas son el período más cálido desdemediados del siglo XIX (Hartmann et al., 2013).
AR5: Contribución de los Grupos de trabajo I, II y III al Quinto Informe deevaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el CambioClimático
Promedio Global promediado oceano y continentes de la anomalia de temperatura 1850-2012
All Figures © IPCC 2013
Cambio observado en la temperatura superficial 1850-2012
All Figures © IPCC 2013
CAMBIO OBSERVADO DE LA PRECIPITACIÓN ANUAL CONTINENTAL
All Figures © IPCC 2013
Multiples indicadores del cambio climaticoAll Figures © IPCC 2013
Indicadores de cambio climático en el ciclo del carbono
All Figures © IPCC 2013
Cambio en la temperatura promedio en superficie
All Figures © IPCC 2013
Maps of CMIP5 multi-model mean resultsAll Figures © IPCC 2013
All Figures © IPCC 2013
Elevación del nivel del marAll Figures © IPCC 2013
Incremento de temperatura y acumulado de emisiones de co2All Figures © IPCC 2013
Fuente: Cambio Climático Global
Media global del cambio de temperatura superficial en 1880-2016, respecto a lamedia de 1951-1980. Las barras azules de incertidumbre muestran un intervalo deconfianza de 95 %.
Entre los sectores que se verán más afectados
están:
a) Ecosistemas terrestres (tundra, bosquesboreales, de montaña y de tipo mediterráneo).
b) Regiones costeras bajas (con dañosocasionados por el aumento en el nivel delmar y en la intensidad de eventoshidrometeorológicos extremos).
c) Recursos hídricos en el trópico seco y enlatitudes medias (en éstas últimas habrá unareducción de entre 10 y 30%), debido adisminución en la lluvia y a mayores tasas deevapotranspiración.
d) Agricultura en regiones de latitudesbajas, debido a la disminución en ladisponibilidad de agua.
e) Salud humana en grupos poblacionalescon baja capacidad de adaptación.
Los modelos climáticos como herramienta para los
análisis científicos y de políticas públicas
• La comprensión del sistema climático es un problemade gran interés científico.
• Los adelantos en la comprensión de las interaccionesentre los componentes del sistema climático estánrevolucionando las ciencias de la Tierra.
• En años recientes existe una sensación de urgenciaen la investigación sobre la modelización del sistemaclimático.
Visión esquemática de los componentes del sistema climático mundial que revisten importancia para los cambios climáticos a escala temporal de siglo (negrita), sus procesos e interacciones (flecha fina) y algunos elementos que pueden cambiar (flecha negrita).
Modelos de circulación Global (MCG, en inglés: GCM) es unmodelo de tipo matemático sobre lo que es la circulación de unaatmósfera u océano planetario.
Técnicas de Downscaling
• Estadística: basado en la relación estadística entre grandes y escala local-, derivado del actual clima
• valor a escala fina = F(variables gran-escala)
• Dinámica: Los modelos numéricos de alta resolución sobre la región de interés
• modelo de área limitada (modelo climático regional)
• alta resolución AGCM• Método estadístico / dinámicos
Datos Atmosféricos Globales (T, Q, Viento, presión)
Datos locales a nivel superficial (T, lluvia, viento, humedad)
100-300km
50km-1km
¿QUE ES UN MODELO REGIONAL?
• RCM = modelo climático para
fines regionales
• Modelo climático Integral-- física
de alta resolución que cubre una
área limitada del mundo
• Incluye la atmósfera y la
superficie terrestre componentes
del sistema climático
• Contiene representaciones de
los procesos importantes dentro
del sistema climático
Por ejemplo: Nubes, radicación,
precipitación
Setting ExperimentosResolución Horizontal 50kmPeriodo = 1979 to 2010* Proyecciones RCP’s 2011-2050Salidas cada 6hrs (Cavazos et al, 2018)
CNM
Climatología de la temperatura media anual(ºC) del período 1980-2010:(a) observaciones de CRU. Sesgos detemperatura (° C) con respecto a la CRU para(b) reanálisis ERA-Interim y las simulacionesdel modelo regional con (c) PRECIS, (d) RCA4,(e) RegCM4.0-G, y (f) RegCM4.5 -T. (Cavazoset al, 2018)
Tendencias de precipitación anual(mm / década) durante 1980-2010
En mapas, el sombreado indicapuntos con tendenciasestadísticamente significativas en unnivel de confianza del 95% o mayor(Cavazos et al, 2018).
(Pineda-Martínez and Carbajal, 2017)
Precipitación mensual promedio CLICOM (http://clicom-mex.cicese.mx/mall)
Vector de viento NARR
Topografía
(Sección 21.5° N )
• Precipitaciones totales anuales para toda el área de interés.
• REGCM4 subestima la lluvia, pero captura la variabilidad interanual.
En general, REGCM subestima la precipitación, al menos para el área de estudio (Dominio C-NM).
Nuevamente, también se captura la estacionalidad de la precipitación.
Precipitación Diaria
CLICOM
REGCM4
Datos de toda el área de interés (CNM).
R95p Percentil 95 “Very Wet Days”R99p Percentile 99 “Extremely Wet Days”
Precipitación máxima diaria
Distribución de precipitación promedio mensual para elperiodo RF (1980-2010), integrada en toda el área deestudio.
Comparación de los tres experimentos y bases de datos “observados”
Comparación entre datos REGCM, CRU y CLICOM*
*CLICOM (http://clicom-mex.cicese.mx/mall)
Precipitación anual acumulada promedio (mm). Se muestra elpromedio sobre todo el periodo de referencia de 1980-2010para: (a) CLICOM, (b) CRU, (c) NARR, (d) NNPR2 (e) EHO5 y (f)GFDL
Temperatura promedio (°C) 1980-2010 para: (a) CLICOM, (b) CRU, (c) NARR, (d) NNPR2 (e) EHO5 y (f) GFDL
Temperatura media anual.
(1980-2010). Los paneles superiores muestran los valores delíndice RP95 (Días muy lluviosos) para: a) NNPR2, b) EOH5 y c)GFDL. Los valores de RP99 (Días extremadamente lluviosos) enlos paneles inferiores d) NNPR2, e) EOH5 y f) GFDL.
Proyecciones Precipitación 2011-2050RF RCP4.5 RCP8.5
Precipitación acumulada anual promedio (mm)
Series de tiempo de los dos escenarios en unperiodo de 2011 a 2050, para a) Temperatura mediaanual y b) Promedio de precipitación acumuladaanual.
Índices de precipitación dos escenarios
RP95 RP99
RCP4.5
RCP8.5
0
5
10
15
20
25
0
50
100
150
200
250
300
350
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
Tem
per
atu
ra (
°C)
Pre
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itac
ión
(mm
)
Pr T
0
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0
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ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
Tem
per
atu
ra (
°C)
Pre
cip
itac
ión
(m
m)
Pr T
RCP4.5 RCP8.5
Ciclo anual de precipitación y temperatura para el periodo 2010-2050
Conclusiones • Las tendencias de Precipitación y Temperatura muestran un patrón Norte-
Sur en México, con tendencias positivas de temperatura en el Norte y unenfriamiento en el Sur. La precipitación muestra una tendencia de mayorhumedad en el Sur-Sureste y más seco al norte y Noroeste en la región delMonzón
• Los modelos Regionales capturan la variabilidad anual e incluso la distribución espacial.
Consistencia en las tendencias y la variabilidad de todas las salidas.
• En la precipitación, se observó que altamente dependiente de los datos forzantes, y no así para la temperatura.
Efectos sobre:
Las condiciones iniciales
Un efecto topográfico no bien representado en REGCM
Las parametrizaciones físicas
Cont…
• El análisis de los índices climáticos proporcionan indicadoresútiles y sencillos que pueden ser utilizados para rastrear lasvariaciones climáticas relativamente lentas y cambiantes enun periodo histórico, haciendo énfasis en la representación delos cambios en los extremos de esta región.
• Las proyecciones climáticas de los escenarios RCP4.5 y RCP8.5muestran una disminución de las precipitaciones en el Nortede México en los horizontes 2050, además de undesplazamiento en la estación lluviosa.
• También se observó un aumento claro de la temperatura paraambos escenarios