Valor agregado del modelamiento regional del clima sobre áreas caracterizadas por terreno complejo: precipitación sobre los Andes Colombianos

Abstract

Primero, se investigó el valor agregado (VA) de la reducción de escala dinámica usando valores simulados de precipitación obtenidos con el modelo regional del clima (MRC) RegCM4 (con dos resoluciones, 0.44 ° y 0.22 °) forzadas por dos modelos globales del clima (MGCs) diferentes (HadGEM2-ES y MPI-ESM-MR) del proyecto de intercomparación de modelos de clima acoplados (CMIP5) para el período 1981-2005, a partir del experimento CORDEX, con enfoque en la región Andina colombiana. Se utilizaron diferentes métricas de VA: patrón espacial de precipitación media, el ciclo anual de precipitación, la fórmula de Di Luca-Dioso y distribución de intensidad de precipitación diaria. La comparación con los datos de referencia CHIRPS mostró que RegCM4 no proporciona VA en las regiones de topografía compleja (Andes colombianos), sin embargo, en las regiones llanas de Colombia, se evidenció VA aportado por RegCM4 con relación a los MGCs. Segundo, se analizó la susceptibilidad de este modelo ante la elección de distintas resoluciones, dimensiones del dominio, MGCs y a la aplicación de diferentes esquemas convectivos y de superficie. En particular, para estos esquemas, se ejecutaron simulaciones de 1999 a 2004 (1999 es el período de arranque) sobre un dominio que incluye el área de estudio (AE) y se utilizó el esquema de superficie BATS/CLM-4.5 junto con cinco esquemas convectivos: GFC, GAS, EMAN, TI y GLEO. Todas las simulaciones fueron forzadas con datos ERA-Interim. Para evaluar esta susceptibilidad se tuvieron en cuenta estadísticos como el RMSE, BIAS, SD y r. Se encontró que RegCM4 en AE: (1) presenta sensibilidad mínima ante el cambio de dominio, (2) exhibe gran sensibilidad ante la selección de los modelos HadGEM2-ES y MPI-ESM-MR, siendo levemente mejor el primero, (3) es altamente susceptible ante el cambio de resolución, y (4) muestra susceptibilidad mínima entre esquemas de superficie, es decir, cuando se selecciona ya sea el esquema BATS o el esquema CLM-4.5 y bastante notable entre esquemas de convección, es decir, cuando se selecciona ya sea EMAN, GAS, GFC, GLEO o TIE. Se encontró que EMAN y TIE presentan el mejor rendimiento junto con el esquema de superficie BATS. (Texto tomado de la fuente).

First, the added value (AV) of downscaling was investigated using simulated precipitation values obtained with the regional climate model (RCM) RegCM4 (with two resolutions, 0.44 ° and 0.22 °) forced by two global climate models. (GCMs) different (HadGEM2-ES and MPI-ESM-MR) of the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) for the period 1981-2005, based on the CORDEX experiment, with a focus on the Colombian Andean region. Different AV metrics were used: spatial pattern of mean precipitation, the annual cycle of precipitation, the Di Luca-Dioso formula and distribution of daily precipitation intensity. Comparison with the CHIRPS reference data showed that RegCM4 does not provide AV in regions with complex topography (Colombian Andes), however, in the flat regions of Colombia, AV contributed by RegCM4 was evidenced in relation to GCM. Second, the susceptibility of this model to the choice of different resolutions, domain dimensions, GCMs and the application of different convective and surface schemes was analyzed. In particular, for these schemes, simulations were run from 1999 to 2004 (1999 is the start-up period) on a domain that includes the study area (AE) and the BATS / CLM-4.5 surface scheme was used together with five schemes. convective: GFC, GAS, EMAN, TI and GLEO. All simulations were forced with ERA-Interim data. To evaluate this susceptibility, statistics such as RMSE, BIAS, SD and r were taken into account. It was found that RegCM4 in AE: (1) presents minimal sensitivity to domain change, (2) exhibits great sensitivity to the selection of the HadGEM2-ES and MPI-ESM-MR models, the former being slightly better, (3) is highly susceptible to change in resolution, and (4) shows minimal susceptibility between surface schemes, that is, when either the BATS scheme or the CLM- 4.5 scheme is selected, and quite noticeable between convection schemes, that is, when Either EMAN, GAS, GFC, GLEO or TIE is selected. EMAN and TIE were found to have the best performance together with the BATS surface scheme.