Download Regionalización estadística de modelos del CMIP5 para México

cambioclimatico.cimav.edu.mx
Nuevas proyecciones de cambio de
precipitación y temperatura pera el
siglo XXI en el norte de México
Dra. Mercedes Andrade Velázquez
Dr. Martín José Montero Martínez
2° Congreso de Cambio Climático del Estado de Chihuahua
Chihuahua, 7 de Diciembre, 2012.
Contenido

Nuevos Escenarios del IPCC

Regionalización estadística usando REA

Comparando CMIP5 vs CMIP3,
o bien, IPCC-AR5 vs IPCC-AR4

Resultados para el Norte del País.
Evidencias de Cambio Climático
http://www.grida.no/publications/other/ipcc_tar
Características de los Escenarios
de Emisiones, IPCC-AR3 e IPCC-AR4
IPCC Special Report on
Emissions Scenarios, 2001
Escenarios de Emisión, Concentraciones de
GEI y Proyecciones de Temperatura
IPCC, 2003
Escenarios de Emisiones del 2000 al 2008
• La razón de crecimiento de las emisiones globales de GEI después
del 2000 ha sido alrededor del 3%, mientras que las razones de
crecimiento de estos escenarios de emisión son del 1.4% al 3.4%.
• Esto podría ser evidencia de que los actuales escenarios de emisión
(i.e., IPCC-AR4) son muy conservativos.
• Sin embargo, debido a que los escenarios de emisión son
predicciones de largo plazo, también es posible que la tendencia
actual no resulte en una desviación de largo plazo de las
posibilidades descritas por estos escenarios de emisión.
vanVuuren y Riahi, 2009
Nuevos Escenarios


VCR= Vías de Concentración Representativas o
Representative Concentration Pathways (RCP).
Principales características: forzamiento radiativo,
Concentraciones de CO2.
http://ipcc.ch/pdf/supporting-material/expert-meeting-ts-scenarios-sp.pdf
VCR8.5 vs A2
IPCC, 2007
VCR8.5 vs A2,
¿VCR6.0 vs A1B?
IPCC, 2007

Objetivo: Determinar las proyecciones de cambio
de precipitación y temperatura para México en los
períodos de tiempo 2015-2039 y 2075-2099 mediante
la regionalización estadística de los modelos globales de
circulación del Proyecto de Intercomparación de
Modelos Acoplados fase 5 (CMIP5) del Panel
Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC;
http://cmip-pcmdi.llnl.gov/cmip5/index.html).
Datos del IPCC
Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados (CMIP5)
Centro o Grupo de Modelado
Beijing Climate Center, China
Meteorological
Canadian Centre for Climate
Modelling and Analysis
Institute for Numerical
Mathematics
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology,
Atmosphere and Ocean Research Institute (The
University of Tokyo), and National Institute for
Environmental Studies
Atmosphere and Ocean Research Institute (The
University of Tokyo), National Institute for
Environmental Studies, and Japan Agency for MarineEarth Science and Technology
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology,
Atmosphere and Ocean Research Institute (The
University of Tokyo), and National Institute for
Environmental Studies
ID del Instituto
MODELOS
VARIABLES
BCC
bcc-csm1-1 (China)
Tas y Pr.
CCCMA
CanESM2 (Canadá)
Tas y Pr.
EXPERIMENTO
Historical, rcp2.6, rcp 4.5, rcp 6,
rcp8.5
Historical, rcp2.6, rcp 4.5, rcp 6,
rcp8.5
INM
Tas y Pr.
Historical, rcp 4.5, rcp8.5
MIROC
INMCM4 ( Rusia)
MIROC_ESM_CHEM
(Japón)
Tas y Pr.
Historical, rcp2.6, rcp 4.5, rcp 6,
rcp8.5
MIROC
MIROC5 (Japón)
Tas y Pr.
Historical, rcp2.6, rcp 4.5, rcp 6,
rcp8.5
MIROC
miroc_esm (Japón)
Tas y Pr.
MRI
MRI_CGCM3 (Japón)
Tas y Pr.
NASA GISS
GISS-E2-R (E. U.)
Tas y Pr.
Norwegian Climate Centre
NOAA Geophysical Fluid
Dynamics Laboratory
NCC
NorESM1-M (Noruega)
Tas y Pr.
Historical,
rcp8.5
Historical,
rcp8.5
Historical,
rcp8.5
Historical,
rcp8.5
NOAA GFDL
Tas y Pr.
Historical, rcp2.6, rcp 4.5, rcp 6
Met Office Hadley Centre
MOHC
Tas y Pr.
Historical, rcp 4.5, rcp8.5
MOHC
GFDL-ESM2G (E. U.)
HadGEM2-CC (Reino
Unido)
HadGEM2-ES (Reino
Unido)
Tas y Pr.
Historical, rcp2.6, rcp 4.5, rcp 6*,
rcp8.5
Institut Pierre-Simon Laplace
IPSL
IPSL-CM5A-LR (Francia)
Tas y Pr.
Historical, rcp 4.5, rcp 6, rcp8.5
Institut Pierre-Simon Laplace
National Center for Atmospheric
Research
Max Planck Institute for
Meteorology
IPSL
IPSL-CM5A-MR (Francia
Tas y Pr.
NCAR
CCSM4 (E. U.)
Tas
Historical, rcp2.6, rcp 4.5, rcp8.5
Historical, rcp2.6, rcp 4.5,
rcp6,rcp8.5
MPI-M
MPI_ESM_LR (Alemania)
Tas y Pr.
Historical, rcp2.6, rcp 4.5, rcp8.5
Meteorological Research Institute
NASA Goddard Institute for
Space Studies
Met Office Hadley Centre
http://pcmdi3.llnl.gov/esgcet/home.htm;jsessionid=77D84C8800902C91DA130E0A94764DB
rcp2.6, rcp 4.5, rcp 6,
rcp2.6, rcp 4.5, rcp 6,
rcp2.6, rcp 4.5, rcp 6,
rcp2.6, rcp 4.5, rcp 6,
Métodos de Reducción de Escala



Se encuentran los estadísticos, dinámicos.
Estadísticos: Relaciones estadísticas entre la variable de
interés y el campo de gran escala.
Dinámicos: Usa la información de modelos globales como
entrada en los modelos de mayor resolución.
Climatenet.org
Regionalización ≈ Reducción de Escala
Reducción de
escala
Metodología

1.-Malla de 0.5° X 0.5° (interpolación bilineal,
ncl [The NCAR Command Language (Version 6.0.0) [Software]. (2012),
1
Boulder, Colorado: UCAR/NCAR/CISL/VETS.
http://dx.doi.org/10.5065/D6WD3XH5)]

).
2.- Período de referencia 1971 a 2000 Climate
Researh Unit (CRU) Time Series 3.1 (Harris et al.
Bajo revisión, sin embargo se puede consultar Mitchel & Jones 2005;
http://www.cru.uea.ac.uk/cru/data/hrg/) de la Universidad East Anglia,
Reino Unido.

3.- El sesgo DeltaP(i)= P(i) – P(0),
donde P(i) es la variable climática para cada
modelo y P(0) es la variable climática observada.

4.- ∆𝑇 =
1
𝑁
𝑁
𝑖 ∆𝑇𝑖
en los períodos 2015-2039 (futuro
cercano) y 2075-2099 (futuro lejano).
MIROC_ESM_CHEM 2.8° X
1.4°
FEP
(REA)
El cambio promediado esta dado por:
𝑅(𝑖) ∆𝑃(𝑖)
𝑅(𝑖)
∆P =
Donde:
R(i) = 𝑅𝑑 𝑖
𝑚𝑋
𝑅𝑐 𝑖
𝑛
1
𝑚𝑥𝑛
Rd(i) el criterio de desempeño
Rc(i) el criterio de convergencia
(Giorgi & Mearns, 2002; Montero & Perez, 2008)
ΔTemperatura de Superficie (C)
RCP8.5 vs A2, Invierno
ΔTemperatura de Superficie (C)
RCP8.5 vs A2, Verano
ΔPrecipitación (mm/día)
RCP8.5 vs A2, Invierno
ΔPrecipitación (mm/día)
RCP8.5 vs A2, Verano
RESULTADOS
10 iteraciones en el criterio de
convergencia
Estado de Chihuahua
Proyección de Temperatura para el
Estado de Chihuahua
DEF
∆T~1.8°C
JJA
∆T>3°C
Proyección de Precipitación para el
Estado de Chihuahua
Proyección de Precipitación para el
Estado de Chihuahua
Proyección de Temperatura para el
Noroeste de México
DEF
Regionalmente se detectan cambios
JJA
0
3
Proyección de Precipitación para el
Noroeste de México
DEF
JJA
-1
0
Rango de incertidumbre del FEP
𝛿∆𝑃 =
𝑅 𝑖 ∆𝑃 𝑖 − ∆𝑃
𝑅(𝑖)
2
∆𝑃+ = ∆𝑃 + 𝛿∆𝑃
∆𝑃− = ∆𝑃 − 𝛿∆𝑃
(Giorgi & Mearns 2002)
Rango de Incertidumbre de Precipitación
para Chihuahua (2025-2034)
∆+
∆-
-1
0
1
Rango de Incertidumbre de Precipitación
para Chihuahua (2085-2094)
∆+
∆-
Rango de Incertidumbre de Temperatura
para Chihuahua (2025-2034)
∆+
∆-
0
3
0
3
Rango de Incertidumbre de Temperatura
para Chihuahua (2085-2094)
3
Rango de Incertidumbre para
Noroeste de México
Temperatura
Precipitación
∆+
∆-
-1
0
1
-1
0
1
0
3 0
3
IPCC, 2007
CONCLUSIONES
Las nuevas proyecciones de cambio para
temperatura son positivos y similares en acuerdo
con AR4 del IPCC (Montero et al. 2010).
 Las proyecciones para precipitación por los
nuevos modelos son más conservadoras que las
proyecciones por los anteriores modelos
(Montero et al. 2010). Estas son negativas pero se
observa regionalmente cambios positivos.
 El rango de incertidumbre nos permite estimar el
grado de confiabilidad en el valor proyectado.

Bibliografía:

-GIORGI, F., MEARNS, L.O. Calculation of average, uncertainty range, and reliability of regional climate
changes from AOGCM simulations via the Reliability Ensemble Averaging (REA) method. J. Climate. Vol.
15, 2002, pp. 1141-1158.

-IPCC (INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE). Cambio climático 2007: Informe
de síntesis. Contribución de los Grupos de trabajo I, II y III al Cuarto Informe de evaluación del Grupo
Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático [Equipo de redacción principal: Pachauri,
R.K. y Reisinger, A. (directores de la publicación)]. IPCC. Ginebra, Suiza. 2007, 104 pp.

-MONTERO, M. J., y PÉREZ. J. L. Regionalización de proyecciones climáticas en México de precipitación
y temperatura en superficie usando el método REA para el siglo XXI. In: Efectos del cambio climático
en los recursos Hídricos de México. P. Martínez y A. Aguilar (eds). Instituto Mexicano de Tecnología del
Agua. Jiutepec, Mor., 2008, pp: 11-21.

- Richard Moss, Mustafa Babiker, Sander Brinkman, Eduardo Calvo, Tim Carter, Jae Edmonds, Ismail
Elgizouli, Seita Emori, Lin Erda, Kathy Hibbard, Roger Jones, Mikiko Kainuma, Jessica Kelleher, Jean
Francois Lamarque, Martin Manning, Ben Matthews, Jerry Meehl, Leo Meyer, John Mitchell, Nebojsa
Nakicenovic, Brian O’Neill, Ramon Pichs, Keywan Riahi, Steven Rose, Paul Runci, Ron Stouffer, Detlef
van Vuuren, John Weyant, Tom Wilbanks, Jean Pascal van Ypersele, and Monika Zurek, 2008. Exploración
de nuevos escenarios para el análisis de las emisiones, del cambio climático, de sus impactos y de las
estrategias de respuesta. Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, Ginebra,
26 páginas.

-http://cmip-pcmdi.llnl.gov/cmip5/
GRACIAS
Servicio Meteorológico Nacional
http://smn.cna.gob.mx/
Dra. Mercedes Andrade
mercedes.andrade@conagua.gob.mx