Desarrollo de un método estadístico para la generación de escenarios climáticos de alta resolución a partir de simulaciones de baja resolución de Modelos de Circulación General: aplicación a España

Esta tesis doctoral presenta el desarrollo, verificación y aplicación de un método original de regionalización estadística para generar escenarios locales de clima futuro de temperatura y precipitación diarias, que combina dos pasos. El primer paso es un método de análogos: los "n" días cuya configuración atmosférica de baja resolución es más parecida a la del día problema, se seleccionan de un banco de datos de referencia del pasado. En el segundo paso, se realiza un análisis de regresión múltiple sobre los "n" días más análogos para la temperatura, mientras que para la precipitación se utiliza la distribución de probabilidad de esos "n" días análogos para obtener la estima de precipitación. La verificación de este método se ha llevado a cabo para la España peninsular y las Islas Baleares. Los resultados muestran unas buenas prestaciones para temperatura (BIAS cerca de 0.1ºC y media de errores absolutos alrededor de 1.9ºC); y unas prestaciones aceptables para la precipitación (BIAS razonablemente bajo con una media de -18%; error medio absoluto menor que para una simulación de referencia (la persistencia); y una distribución de probabilidad simulada similar a la observada según dos test no-paramétricos de similitud). Para mostrar la aplicabilidad de la metodología desarrollada, se ha aplicado en detalle en un caso de estudio. El método se aplicó a cuatro modelos climáticos bajo diferentes escenarios futuros de emisiones de gases de efecto invernadero, para la región de Aragón, produciendo así proyecciones futuras de precipitación y temperaturas máximas y mínimas diarias. La fiabilidad de la técnica de regionalización fue evaluada de nuevo para el caso de estudio mediante un proceso de verificación. Para determinar la capacidad de los modelos climáticos para simular el clima real, sus simulaciones del pasado (la denominada salida 20C3M) se regionalizaron y luego se compararon con el clima observado (los resultados son bastante robustos para la temperatura y menos concluyentes para la precipitación). Las proyecciones futuras a escala local presentan un aumento significativo durante todo el siglo XXI de las temperaturas máximas y mínimas para todos los futuros escenarios de emisiones considerados. Las simulaciones de precipitación presentan mayores incertidumbres. Además, la aplicabilidad práctica del método se demostró también mediante su utilización para producir escenarios climáticos futuros para otros casos de estudio en los distintos sectores y regiones del mundo. Se ha prestado especial atención a una aplicación en Centroamérica, una región que ya está sufriendo importantes impactos del cambio climático y que tiene un clima muy diferente. ABSTRACT This doctoral thesis presents the development, verification and application of an original downscaling method for daily temperature and precipitation, which combines two statistical approaches. The first step is an analogue approach: the “n” days most similar to the day to be downscaled are selected. In the second step, a multiple regression analysis using the “n” most analogous days is performed for temperature, whereas for precipitation the probability distribution of the “n” analogous days is used to obtain the amount of precipitation. Verification of this method has been carried out for the Spanish Iberian Peninsula and the Balearic Islands. Results show good performance for temperature (BIAS close to 0.1ºC and Mean Absolute Errors around 1.9ºC); and an acceptable skill for precipitation (reasonably low BIAS with a mean of - 18%, Mean Absolute Error lower than for a reference simulation, i.e. persistence, and a well-simulated probability distribution according to two non-parametric tests of similarity). To show the applicability of the method, a study case has been analyzed. The method was applied to four climate models under different future emission scenarios for the region of Aragón, thus producing future projections of daily precipitation and maximum and minimum temperatures. The reliability of the downscaling technique was re-assessed for the study case by a verification process. To determine the ability of the climate models to simulate the real climate, their simulations of the past (the 20C3M output) were downscaled and then compared with the observed climate – the results are quite robust for temperature and less conclusive for the precipitation. The downscaled future projections exhibit a significant increase during the entire 21st century of the maximum and minimum temperatures for all the considered future emission scenarios. Precipitation simulations exhibit greater uncertainties. Furthermore, the practical applicability of the method was demonstrated also by using it to produce future climate scenarios for some other study cases in different sectors and regions of the world. Special attention was paid to an application of the method in Central America, a region that is already suffering from significant climate change impacts and that has a very different climate from others where the method was previously applied

SIMIF-3: Sistema de Información Meteorológica para Incendios Forestales

Ponencia presentada en: XXXIII Jornadas Científicas de la AME y el XIV Encuentro Hispano Luso de Meteorología celebrado en Oviedo, del 7 al 9 de abril de 2014

Generación de escenarios climáticos regionalizados en España mediante una metodología estadística de análogos en dos pasos

Ponencia presentada en: XXX Jornadas Científicas de la AME y el IX Encuentro Hispano Luso de Meteorología celebrado en Zaragoza, del 5 al 7 de mayo de 2008

Cambio climático en centroamérica: un estudio para el Golfo de Fonseca

Ponencia presentada en: IX Congreso de la Asociación Española de Climatología celebrado en Almería entre el 28 y el 30 de octubre de 2014.[ES]Una de las regiones del mundo que puede sufrir especialmente las consecuencias del cambio climático a lo largo del siglo XXI es Centroamérica; lamentablemente, los estudios sobre esta zona son escasos y las conclusiones son relativas a áreas grandes y no lo suficientemente locales. Con el fin de evaluar el comportamiento de la temperatura y la precipitación en las décadas futuras se ha adaptado una técnica de downscaling estadístico (la metodología FICLIMA) a las latitudes centroamericanas basándonos en sus características climáticas. Tal adaptación considera la evaluación de diferentes variables a diferentes alturas hasta encontrar aquel modelo que mejor refleja la climatología de la zona, mediante el empleo del reanálisis NCEP y el uso de observatorios meteorológicos locales. Esto permite realizar un estudio local en el área del Golfo de Fonseca a partir de varios modelos climáticos de la iniciativa CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5) y bajo diferentes RCPs (los escenarios climáticos asociados al 5º informe del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático o IPCC5) y evaluar los posibles cambios para las variables de temperatura máxima diaria, temperatura mínima diaria, y precipitación diaria a lo largo del siglo XXI.[EN]One of the areas of the world that may especially suffer the consequences of climate change over the twenty-first century is Central America; unfortunately, studies on this area are scarce and the conclusions are related to large areas and not enough local. In order to evaluate the behavior of the temperature and precipitation in the coming decades, a statistical downscaling technique (FICLIMA methodology) has been adapted to the Central American latitudes based on its climatic characteristics. Such adaptation considers the evaluation of different variables at different heights until finding that model that best reflects the climate of the area, by using the NCEP reanalysis and the use of local meteorological observatories. This allows performing a local study in the area of the Gulf of Fonseca from several climate models belonging to the CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5) initiative and under several RCPs (climate scenarios associated to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC5) and evaluate the potential changes associated to the daily maximum temperature, daily minimum temperature and daily precipitation along the 21st century

Descripción de una metodología para la evaluación del impacto del cambio climático en especies indicadoras de la biodiversidad o de interés forestal en España, a partir de escenarios climáticos locales

Ponencia presentada en: VI Congreso Internacional de la Asociación Española de Climatología celebrado en Tarragona del 8 al 11 de octubre de 2008.[ES]Se presenta una metodología cuyo objetivo es definir los límites de existencia de diversas especies, con respecto a una base amplia de variables e índices fitoclimáticos. La evaluación del impacto en la biodiversidad y en el ámbito forestal, se realiza mediante el análisis comparativo de los límites de existencia actuales y los derivados de los escenarios de clima futuro, y el estudio de los eventuales corredores o pasillos por los que puedan desplazarse las especies desde su ubicación actual hasta las ubicaciones potenciales futuras. Se describirá brevemente esta metodología y se expondrán los resultados obtenidos de las investigaciones realizadas hasta la fecha.[EN]It is presented a methodology which aim is to determinate the limits of existence of certain species, regarding a broad base of variables and fitoclimatic indices. The impact assessment on biodiversity and on the forestry field is made by a comparative analysis of the current limits and those derived from future climate scenarios, and by the study of possible corridors by which the species could move from their current location to the future potential locations. This methodology will be briefly described, and the results of the investigations undertaken so far will be exposed

Clasificación de repartos de precipitación diaria sobre la España peninsular y baleárica: aplicación para la generación de clasificaciones atmosféricas de apoyo a la predicción de precipitaciones

Ponencia presentada en: IV Simposio Nacional de Predicción del Instituto Nacional de Meteorología, celebrado en 1999 en MadridSe presenta una metodología para generar clasificaciones· atmosféricas con significación meteorológica (diferentes tipos, diferentes efectos en superficie). Posteriormente, se aplica para generar una clasificación sinóptica para España. La «Óptima» significación meteorológica y «mínima subjetividad» de las clasificaciones generables con esta metodología, se deben a un enfoque novedoso: primero se aplica un proceso de «clustering» a los repartos diarios de efectos en superficie, y se genera una clasificación por efectos; los tipos atmosféricos se obtienen, posteriormente, a partir de las configuraciones de los días de cada tipo de efectos. La clasificación generada presenta gran estabilidad frente al incremento del número de días agrupados

La generación de escenarios locales de clima futuro orientados a la definición de estrategias de adaptación al cambio climático en el ámbito forestal

EL CAMBIO CLIMÁTICO III CONGRESO ANDALUZ DE DESARROLLO SOSTENIBLE VII CONGRESO ANDALUZ DE CIENCIAS AMBIENTALE

Estimación de valores diarios de precipitación y temperaturas en la Cuenca del Plata: reducción de escala estadística

Ponencia presentada en: VI Congreso Internacional de la Asociación Española de Climatología celebrado en Tarragona del 8 al 11 de octubre de 2008.[ES]La Cuenca del Plata, ubicada en el sur de Sudamérica, es la tercera cuenca del mundo por su magnitud. La economía de los países que la conforman depende de la agricultura y la producción hidroeléctrica, sectores que son fuertemente afectados por la variabilidad climática. De manera que es necesario disponer de información climática en escalas que van de la local a la regional a fin de realizar proyecciones a mediano y a largo plazo. En este contexto, en este trabajo se estimaron valores diarios de temperaturas máxima y mínima y la precipitación a escala local en la región de interés, a partir de la información de la circulación atmosférica de gran escala. Para ello se utilizó un método de reducción de escala estadística en dos pasos a fin de estimar las variables climáticas de alta resolución. Los resultados de la validación muestran que la técnica de reducción de escala utilizada tiene un buen desempeño en la región de estudio en escala temporal estacional y anual. Asimismo, el método muestra una capacidad apropiada para reproducir la variabilidad interanual de las variables analizadas.[EN]La Plata Basin, located in southern South America, is the third basin worldwide considering its extent. The region economic wealth depends on agriculture and hydropower production. These sectors are strongly affected by climate variability. Therefore, it is necessary to have climatic information at local to regional scales in order to prospect possible climate evolution at midand long- term. In this context, daily maximum and minimum temperatures and precipitation values were estimated at the local scale using information from large-scale circulation information. For this purpose, a two step statistical downscaling method was used to estimate high-resolution variables. Validation results as a whole show that the downscaling performance is good enough to estimate seasonal and annual mean values and temporal variability of precipitation and maximum and minimum temperatures.Este trabajo fue solventado por los proyectos de la Universidad de Buenos Aires X135, X170 y X605, BID 1728/OC-AR-PICT 38273, CLARIS Project (European Commission Project 001454) y CLARIS LPB

¿Cambiará el régimen de precipitación extrema en España?

Ponencia presentada en: IX Congreso de la Asociación Española de Climatología celebrado en Almería entre el 28 y el 30 de octubre de 2014.[ES]La precipitación presenta una gran variabilidad natural que se refleja notablemente en el carácter irregular del clima mediterráneo. Dicha variabilidad se traduce en una elevada incertidumbre sobre el posible cambio de las precipitaciones en España. El objetivo de este trabajo es estudiar la evolución del régimen de precipitaciones extremas en España durante los próximos 100 años mediante el uso de varios modelos climáticos del experimento CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5). En este estudio se analizan 18 proyecciones climáticas correspondientes a 9 modelos ejecutados bajo los escenarios RCP45 y RCP85, y se comparan con la simulación historical . Las proyecciones fueron regionalizadas mediante un método estadístico de dos pasos, basado en una estratificación analógica y una función de transferencia. Se seleccionaron las 144 series temporales que presentan la pluviometría más extrema de un total de 5.217 estaciones de la red estatal de la AEMET. Como umbral extremo, se tomó la acumulación de 250 mm en un día para un período de retorno de 100 años.[EN]Precipitation has a large natural variability which is notably shown in the irregular character of the Mediterranean climate. This variability results in high uncertainty about the possible change in precipitation in Spain. The objective of this work is to study the evolution of the extreme precipitation regime in Spain for the next 100 years by using several climate models of the CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5) experiment. In this study, 18 future climate projections executed by 9 models under the RCP45 and the RCP85 scenarios are analyzed and then compared with the historical (21st century) simulation. The global climate projections were downscaled using a two-step statistical method, based on an analog stratification and a transfer function. 144 time series having the most extreme rainfall of the 5,217 stations of the AEMET (Spanish Meteorological Agency) network were selected. As an extreme threshold, the accumulation of 250 mm in a day for a return period of 100 years was taken