Projeccions de canvi climàtic per a Catalunya (NE Península Ibèrica). Part I: modelització climàtica regional

DOI: 10.3369/tethys.2011.8.08

Tethys núm. 8 pp.: 77 - 89

Abstract

Es presenta una tècnica dinàmica de regionalització climàtica per a generar projeccions al segle XXI a Catalunya, a partir de les sortides del model global acoblat atmosfera-oceà ECHAM5/MPI-OM. Aquesta tècnica consisteix en integracions llargues (5 anys) amb el model mesoescalar MM5 a través de tres dominis niats unidireccionalment de 135, 45 i 15 km de resolució horitzontal i 23 nivells verticals. S’utilitzen dos escenaris d’emissions possibles de l’Informe Especial sobre Escenaris d’Emissions per a la generació de les projeccions regionalitzades: un de sever (A2) i l’altre moderat (B1). S’estudien en detall només la temperatura a 2 m i la precipitació, per ser les variables de major interès social i les que condicionen d’una manera més directa els recursos hídrics del país. Les característiques espai-temps generals d’aquestes dues variables són correctament reproduïdes per la metodologia emprada, tret del cicle estacional de la precipitació. Les simulacions realitzades presenten un biaix fred important per a la temperatura, així com una sobreestimació general de la precipitació. Els escenaris obtinguts projecten un augment acusat de la temperatura (fins a 5ºC cap a finals de segle) i una disminució de la precipitació mitjana anual durant aquest segle, però amb una elevada variabilitat espacial i temporal. Aquest descens és més acusat a la part càlida de l’any (del 50% a determinades zones per a l’estiu a finals de segle). Per contra, es projecta un augment lleuger durant gran part de l’època freda de l’any. Pel que fa referència als valors extrems, s’espera un augment important dels mesos càlids i una disminució lleugera dels mesos més freds. En precipitació es projecta un augment molt important dels períodes secs. Tot i així, també es projecta un augment dels mesos extremadament plujosos. Els canvis projectats són més marcats per a l’escenari A2 que no pas per al B1.

References

  • - Altava-Ortiz, V., 2010: Caracterització i monitoratge de les sequeres a Catalunya i nord del País Valencià. Càlcul d’escenaris climàtics per al segle XXI, Tesi Doctoral, Publicació Interna, Departament d’Astronomia i Meteorologia, Universitat de Barcelona, Barcelona, 296 pp.
  • - Brunet, M., Casado, M. J., de Castro, M., Galán, P., López, J. A., Martín, J. M., Pastor, A., Petisco, E., Ramos, P., Ribalaygua, J., Rodríguez, E., Sanz, I., i Torres, L., 2009: Generación de escenarios regionalizados de cambio climático para España, Agencia Estatal de Meteorología, Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, Madrid, informe tècnic, 165 pp., http://www.aemet.es/documentos/es/elclima/cambio_climat/escenarios/Informe_Escenarios.pdf.
  • - Delworth, T. L., Broccoli, A. J., Rosati, A., Stouffer, R. J., Balaji, V., Beesley, J. A., Cooke,W. F., Dixon, K.W., Dunne, J., Dunne, K. A., Durachta, J.W., Findell, K. L., Ginoux, P., Gnanadesikan, A., Gordon, C. T., Griffies, S. M., Gudgel, R., Harrison, M. J., Held, I. M., Hemler, R. S., Horowitz, L. W., Klein, S. A., Knutson, T. R., Kushner, P. J., Langenhorst, A. R., Lee, H.-C., Lin, S.-J., Lu, J., Malyshev, S. L., Milly, P. C. D., Ramaswamy, V., Russell, J., Schwarzkopf, M. D., Shevliakova, E., Sirutis, J. J., Spelman, M. J., Stern, W. F., Winton, M., Wittenberg, A. T., Wyman, B., Zeng, F., i Zhang, R., 2006: GFDL’s CM2 global coupled climate models. Part I: Formulation and simulation characteristics, J Clim, 19, 643–674.
  • - Déqué, M., Jones, R. G., Wild, M., Giorgi, F., Christensen, J. H., Hassell, D. C., Vidale, P. L., Rockel, B., Jacob, D., Kjellström, E., Castro, M., Kucharski, F., i Hurk, B., 2005: Global high resolution versus limited area model climate change projections over europe: quantifying confidence level from prudence results, Clim Dyn, 25, 653–670, doi: 10.1007/s00382–005–0052–1.
  • - Dudhia, J., 1989: Numerical study of convection observed during the winter monsoon experiment using a mesoscale twodimensional model, J Atmos Sci, 46, 3077–3107.
  • - Dudhia, J., Gill, D., Manning, K., Wang, W., i Bruyere, C., 2005: PSU/NCAR Mesoscale Modeling System Tutorial Class Notes and Users’ Guide (MM5 Modeling System Version 3), Mesoscale and Microscale Meteorology Division, National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colorado, USA, http://www.mmm.ucar.edu/mm5/documents/tutorial-v3-notes.html.
  • - Fernández, J., Montávez, J. P., Sáenz, J., González-Rouco, J. F., i Zorita, E., 2007: Sensitivity of the MM5 mesoscale model to physical parameterizations for regional climate studies: Annual cycle, J Geophys Res-Atmospheres, 112, D04, 101, doi: 10.1029/2005JD006649.
  • - Grell, G. A., 1993: Prognostic evaluation of assumptions used by cumulus parameterizations, Mon Weather Rev, 121, 764–787.
  • - Grell, G. A., Dudhia, J., i Stauffer, D. R., 1994: A description of the fifth-generation Penn State/NCAR Mesoscale Model (MM5), NCAR Technical Note 398, Mesoscale and Microscale Meteorology Division, 122 pp.
  • - Gutiérrez, J. M., Herrera, S., San-Martín, D., Sordo, C., Rodríguez, J. J., Frochoso, M., Ancell, R., Fernández, J., Cofiño, A. S., Pons, M. R., i Rodríguez, M. A., 2010: Escenarios regionales probabilísticos de cambio climático en Cantabria: Termopluviometría, Universidad de Cantabria y Consejería de Medio Ambiente, Gobierno de Cantabria, Santander, informe tècnic, 169 pp., http://www.meteo.unican.es/files/projects/escenariosCantabria/ClimaCantabria_Informe.pdf.
  • - Hasumi, H. i Emori, S., 2004: K-1 coupled GCM (MIROC) description, Center for Climate System Research, University of Tokyo, National Institute for Environmental Studies and Frontier Research Center for Global Change, K-1 Technical Report No. 1, 34 pp.
  • - Hong, S. Y. i Pan, H. L., 1996: Nonlocal boundary layer vertical diffusion in a medium-range forecast model, Mon Weather Rev, 124, 2322–2339.
  • - Kim, S. J., Flato, G., i Boer, G., 2003: A coupled climate model simulation of the Last Glacial Maximum, Part 2: approach to equilibrium, Clim Dyn, 20, 635–661.
  • - Kunkel, K. E., Andsager, K., i Easterling, D. R., 1999: Longterm trends in extreme precipitation events over the conterminous United States and Canada, J Clim, 12, 2515–2527.
  • - Liebmann, B., Vera, C. S., Carvalho, L. M. V., Camilloni, I. A., Hoerling, M. P., Allured, D., Barros, V. R., Báez, J., i Bidegain, M., 2004: An observed trend in central South American precipitation, J Clim, 17, 4357–4367, doi: 10.1175/3205.1.
  • - Livezey, R. E. i Chen,W. Y., 1983: Statistical field significance and its determination by Monte Carlo techniques, MonWeather Rev, 111, 46–59.
  • - Marsland, S. J., Haak, H., Jungclaus, J. H., Latif, M., i Röske, F., 2003: The Max-Planck-Institute global ocean/sea ice model with orthogonal curvilinear coordinates, Ocean Model, 5, 91–127, doi: 10.1016/S1463–5003(02)00015–X.
  • - Montávez, J. P., 2008: Proyecciones regionales de cambio climático con modelos climáticos regionales: Región de Murcia, Jornadas de colaboración internacional en estudios de cambio climático y su interacción con los recursos hídricos regionales, 25-28 de noviembre, Universidad Politécnica de Cartagena, Murcia, http://www.upct.es/_agua/ABSTRACT_PONENCIAS/PRESENTACION_JMONTAVEZ.pdf.
  • - Nakićenović, N., Swart, R., Alcamo, J., Davis, G., de Vries, B., Fenhann, J., Gaffin, S., Gregory, K., Grübler, A., Jung, T. Y., Kram, T., La Rovere, E. L., Michaelis, L., Mori, S., Morita, T., Pepper, W., Pitcher, H., Price, L., Riahi, K., Roehrl, A., Rogner, H.-H., Sankovski, A., Schlesinger, M., Shukla, P., Smith, S., van Rooijen, S., Victor, N., i Dadi, D., 2000: Emissions Scenarios 2000-Special Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 570 pp., http://www.ipcc.ch/ipccreports/sres/emission/index.php?idp=0.
  • - Roeckner, E., Bäuml, G., Bonaventura, L., Brokopf, R., Esch, M., Giorgetta, M., Hagemann, S., Kirchner, I., Kornblueh, L., Manzini, E., Rhodin, A., Schlese, U., Schulzweida, U., i Tompkins, A., 2003: The atmospheric general circulation model ECHAM5. Part I, Max-Planck Institut für Meteorologie, Hamburg, Alemanya, Report No. 349, 127 pp., http://www.mpimet.mpg.de/fileadmin/publikationen/Reports/max_scirep_349.pdf.
  • - Roeckner, E., Lautenschlager, M., i Schneider, H., 2006a: IPCCAR4 MPI-ECHAM5 T63L31 MPI-OM GR1.5L40 SRESA2 run no.1: atmosphere 6 HOUR values MPImet/MaD Germany, World Data Center for Climate, Hamburg, Alemanya, doi: 10.1594/WDCC/EH5-T63L31_OM-GR1.5L40_A2_1_6H.
  • - Roeckner, E., Lautenschlager, M., i Schneider, H., 2006b: IPCCAR4MPI-ECHAM5 T63L31 MPI-OM GR1.5L40 SRESB1 run no.1: atmosphere 6 HOUR values MPImet/MaD Germany, World Data Center for Climate, Hamburg, Alemanya, doi: 10.1594/WDCC/EH5-T63L31_OM-GR1.5L40_B1_1_6H.
  • - Salathé Jr, E. P., Steed, R., Mass, C. F., i Zahn, P. H., 2008: A high-resolution climate model for the US Pacific Northwest: Mesoscale feedbacks and local responses to climate change, J Clim, 21, 5708–5726, doi: 10.1175/2008JCLI2090.1.
  • - Skamarock, W. C., Klemp, J. B., Dudhia, J., Gill, D. O., Barker, D. M., Wang, W., i Powers, J. G., 2005: A description of the Advanced Research WRF Version 2, Mesoscale and Microscale Meteorology Division, National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colorado, EUA, NCAR Technical Note NCAR/TN-468+STR, 88 pp., http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/arw_v2.pdf.
  • - Ulden, A. P. V. i Van Oldenborgh, G. J., 2006: Large-scale atmospheric circulation biases and changes in global climate model simulations and their importance for climate change in Central Europe, Atmos Chem Phys, 6, 863–881, doi: 10.5194/acp–6–863–2006.
  • - Uppala, S. M., Kållberg, P. W., Simmons, A. J., Andrae, U., da Costa Bechtold, V., Fiorino, M., Gibson, J. K., Haseler, J., Hernández, A., Kelly, G. A., Li, X., Onogi, K., Saarinen, S., Sokka, N., Allan, R. P., Andersson, E., Arpe, K., Balmaseda, M. A., Beljaars, A. C. M., van de Berg, L., Bidlot, J., Bormann, N., Caires, S., Chevallier, F., Dethof, A., Dragosavac, M., Fisher, M., Fuentes, M., Hagemann, S., Hólm, E., Hoskins, B. J., Isaksen, L., Janssen, P. A. E. M., Jenne, R., McNally, A. P., Mahfouf, J.-F., Morcrette, J.-J., Rayner, N. A., Saunders, R. W., Simon, P., Sterl, A., Trenberth, K. E., Untch, A., Vasiljevic, D., Viterbo, P., i Woollen, J., 2005: The ERA-40 re-analysis, Q J R Meteorol Soc, 131, 2961–3012, doi: 10.1256/qj.04.176.


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 Unported License


Indexed in Scopus, Thomson-Reuters Emerging Sources Citation Index (ESCI), Scientific Commons, Latindex, Google Scholar, DOAJ, ICYT (CSIC)

Partially funded through grants CGL2007-29820-E/CLI, CGL2008-02804-E/, CGL2009-07417-E and CGL2011-14046-E of the Spanish Ministry of Science and Innovation