Projeccions climàtiques

Projeccions climàtiques del segle XXI

L’SMC elabora projeccions climàtiques regionalitzades a Catalunya per al segle XXI mitjançant una tècnica de regionalització dinàmica (dynamical downscaling).

A l’hora d’estudiar el clima futur d’un territori, no s’analitzen prediccions climàtiques, sinó que cal analitzar el que s’anomenen projeccions climàtiques (o escenaris climàtics). El motiu és que en aquests estudis cal tenir en compte l’evolució de variables socio-econòmiques a nivell global (creixement econòmic i demogràfic, consum energètic, ús de combustibles fòssils i energies renovables, …), les quals defineixen les emissions futures dels gasos amb efecte d’hivernacle (GEH), però no són variables meteorològiques pròpies dels models numèrics de pronòstic del temps. Atès que hi ha una gran incertesa en l’evolució futura d’aquestes variables socio-econòmiques, s’ha definit a nivell internacional un conjunt d’escenaris teòrics que cobreixen un ampli rang de variació d’aquestes. La resposta del sistema climàtic serà diferent per a cada un d’aquests escenaris, però com no hi ha una certesa de quin escenari és el més probable, l’única solució és analitzar l’evolució del clima per a diferents escenaris, i definir un rang de variació dels resultats (projeccions), el qual s’anirà ajustant a mesura que es conegui més acuradament l’evolució de les emissions dels GEH.

A continuació s’ofereix informació sobre els escenaris climàtics regionalitzats i es pot accedir a l’informe complert a través del següent enllaç:

ESCENARIS CLIMÀTICS REGIONALITZATS

1. Projeccions regionalitzades de l’SMC

L’any 2008, l’SMC va iniciar un projecte de tres anys per elaborar unes primeres projeccions regionalitzades del clima durant el segle XXI a Catalunya. Les projeccions que va realitzar l’SMC es van obtenir a través d’una tècnica de regionalització climàtica dinàmica (dynamical downscaling) emprant el model mesoescalar MM5 niat a les condicions de contorn de les simulacions climàtiques del 4t Informe de l’IPCC (2007) obtingudes amb el model de circulació general acoblat atmosfera-oceà ECHAM5/MPI-OM a una resolució d’1,875º (aprox. 200 km). Es varen utilitzar tres dominis niats unidireccionalment de 135, 45 i 15 km de resolució horitzontal i 23 nivells verticals, i es varen emprar dos escenaris d’emissions possibles de l’Informe Especial sobre Escenaris d’Emissions (IEEE) per a la generació de les projeccions regionalitzades: un de sever (A2) i l’altre moderat (B1). Per a fer l’anàlisi en detall de les principals variables en superfície (temperatura a 2 m, precipitació, humitat relativa de l’aire i velocitat del vent a 10 m), s’han utilitzat les sortides del domini de 15 km.

Es va escollir el model MM5 perquè és un dels models numèrics de predicció a curt termini més àmpliament estesos entre la comunitat internacional de modelització atmosfèrica. D’altra banda, es va escollir el model ECHAM5/MPI-OM perquè ha mostrat ser un dels models climàtics globals que reprodueixen millor el clima actual de la Terra sota els forçaments radiatius coneguts i, en especial, a la zona Mediterrània.

Les dades de les projeccions ja han estat o estant sent utilitzades per a diversos projectes tant d’àmbit català, com espanyol i europeu. Part dels resultats s’han publicat al Segon Informe del Canvi Climàtic a Catalunya, publicat l’any 2010 amb una col·laboració entre l’Institut d’Estudis Catalans (IEC), el Consell Assessor per al Desenvolupament Sostenible (CADS), l’Oficina Catalana de Canvi Climàtic (OCCC) i el Servei Meteorològic de Catalunya (SMC).

2. Altres estudis sobre regionalització climàtica a la Península Ibèrica  

Existeixen pocs treballs a l’àmbit català o de la Mediterrània més occidental que hagin abordat el tema de la regionalització climàtica a altes resolucions espacials (≤ 15 km). Bàsicament, els treballs que hi ha publicats o que estan en curs actualment se centren en l’ús de tècniques estadístiques de regionalització. Així, l’informe de Brunet et al. (2009) presenta projeccions a nivell de tota la Península Ibèrica (PI) a uns 50 km de resolució espacial i emprant diferents tècniques estadístiques a partir de diferents models globals del Tercer Informe de l’IPCC (2001), els resultats de les quals són comparats amb les simulacions regionals climàtiques del projecte europeu PRUDENCE1 amb resolucions espacials de 50−70 km. L’únic que s’ha fet a Catalunya a alta resolució és la tesi doctoral d’Altava-Ortiz (2010), la qual presenta projeccions només per a la precipitació per a tot el s. XXI al NE de la PI a través d’un mètode d’anàlegs aplicat al model ECHAM5/MPI-OM a uns 5 km de resolució espacial. A nivell de l’Estat Espanyol, tampoc hi ha molts estudis acabats recentment per a generar escenaris regionalitzats a alta resolució, però es pot citar el de Gutiérrez et al. (2010), en el qual s’han elaborat projeccions de temperatura i precipitació per a Cantàbria a resolucions espacials de tant sols 1 km utilitzant una única tècnica de regionalització estadística a partir de tres models globals de l’IPCC (2007). Els resultats obtinguts es comparen amb simulacions regionals del projecte europeu ENSEMBLES2 amb resolucions espacials de 25 km. Un altre exemple, és el treball de Montávez (2008), en el qual s’han realitzat un conjunt de projeccions regionalitzades a partir d’una tècnica dinàmica per a tota la PI a una resolució espacial de 30 km i per al SE de la PI fins a 10 km de resolució.

Finalment, en l’àmbit català caldria comentar el projecte ESCAT, desenvolupat entre el Servei Meteorològic de Catalunya (SMC) i el Barcelona Supercomputng Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC), en el qual es pretén obtenir un ampli ventall de projeccions regionalitzades del clima a Catalunya a 10 km de resolució i poder analitzar així la incertesa d’aquestes projeccions (s’espera poder obtenir els resultats durant els primers mesos de 2012). D’altra banda, també cal esmentar els projectes espanyols ESCENA3 i ESTCENA4 , en els quals s’estan desenvolupant actualment projeccions regionalitzades del clima de la PI per al segle XXI a uns 20 km de resolució espacial amb tècniques de regionalització només dinàmiques o estadístiques, respectivament (s’espera publicar els resultats també en els propers mesos).

3. Resultats de les primeres projeccions regionalitzades de l’SMC

En general s’ha de comentar que els canvis projectats en les diferents variables s’espera que siguin més importants i apreciables a partir de mitjans de segle i sobretot cap a finals del mateix. És per a la segona meitat del s. XXI quan la quantitat d’emissions de gasos amb efecte d’hivernacle (GEH) cap a l’atmosfera deguda a l’activitat antròpica es preveu que sigui més important i per a quan es projecten les majors diferències entre els dos escenaris d’emissions considerats. També com a regla general es pot afirmar que la magnitud dels canvis projectats és directament proporcional a la concentració de GEH a l’atmosfera, tot i que depenent de la variable i estació de l’any aquesta afirmació no és correcte del tot. S’ha trobat que gairebé tots els canvis projectats considerant l’escenari d’emissions A2 (sever) són de major magnitud que els projectats segons l’escenari B1 (moderat).

També com a resum general s’ha d’explicitar que els canvis a escala anual presenten una major robustesa que els canvis a escala estacional, sobretot pel que fa referència a la precipitació. Per a aquesta variable el cicle anual no està ben resolt pel model.

En detall, es pot concloure el següent per a cada variable analitzada:

  • La temperatura de l’aire a 2 m experimentarà un augment al nostre país durant aquest segle que podria arribar a ser superior als 3ºC a finals del mateix (amb valors propers als 5ºC al Pirineu), en relació amb el període de referència 1971-2000. Aquest augment és estadísticament significatiu amb un nivell de confiança del 95%, projectant-se un increment de +4,5ºC en 100 anys per a l’escenari A2 i de +2,4ºC en 100 anys per al B1. Els majors augments projectats es donarien a l’estiu i els menors a l’hivern. La freqüència dels mesos molt càlids s’incrementaria de manera significativa durant aquest segle i la probabilitat d’ocurrència dels mesos excepcionalment freds es veuria disminuïda de manera notable.

  Anomalies de temperatura

  • Pel que fa a la precipitació, els resultats mostren un decreixement general dels valors anuals, els quals podrien arribar a ser superiors al 15% de reducció per a finals de segle (amb valors propers al 25% per al Pirineu). No obstant, només s’ha trobat una disminució estadísticament significativa amb un nivell de confiança del 95% per a l’escenari A2, projectant-se en aquest cas una reducció de la precipitació mitjana anual del 17% en 100 anys. En general, la reducció projectada dels valors anuals de precipitació no es produiria de manera monòtona ni a totes les estacions de l’any, algunes de les quals presenten força incertesa, ja que es donen resultats del tot contraris segons l’escenari d’emissions considerat. Només per a finals del s. XXI coincideixen les projeccions obtingudes entre escenaris pel que fa referència al signe de la seva variació. A grans trets, es projecta un augment de la precipitació a l’hivern i disminucions de la mateixa la resta de l’any, sent més important la disminució a la primavera i a l’estiu (la reducció durant la primavera podria tenir un important impacte en els recursos hídrics del país). En canvi, la freqüència dels episodis de precipitació extremadament abundant (més de 100 mm en 24 h) augmentaria de manera apreciable al llarg del s. XXI, així com la probabilitat d’ocurrència dels mesos excepcionalment plujosos. Tot i així, la freqüència dels mesos secs augmentaria de manera molt més important, amb la qual cosa es projecta una major variabilitat, tant anual com mensual, de la precipitació durant el present segle. Tots aquests canvis són més notoris per a l’escenari A2 que no pas per al B1.
  • En relació a la humitat relativa de l’aire en superfície s’esperen pocs canvis apreciables per a aquest segle, ja que no s’ha trobat cap tendència estadísticament significativa en la seva evolució projectada. Tampoc es presenten canvis apreciables en la distribució mensual de freqüències.
  • Per a la velocitat del vent a 10 m sí que s’observen canvis importants. Es projecta una disminució d’aquesta variable durant aquest segle, la qual és estadísticament significativa amb un nivell de confiança del 95% i arriba a assolir valors de reducció de l’orde del 15% per a finals de segle. La disminució seria del 6,3% en 100 anys per a l’escenari A2 i del 4% en 100 anys per al B1. Aquestes disminucions podrien representar un impacte en la distribució de freqüències mitjanes mensuals d’aquesta variable, amb una clara disminució dels mesos ventosos i un important augment dels mesos poc ventosos. També es projecten descensos en la velocitat del vent mitjana estacional per a totes les estacions de l’any i per a tots dos escenaris d’emissions, tret de l’hivern per al qual es projecten lleugers augments segons l’escenari A2. Per tant, caldria esperar que el poder de generació elèctrica de nombrosos parcs eòlics del país es pugui veure disminuït durant aquest segle, sobretot cap a finals del mateix.

Una informació molt més detallada territorialment i temporalment es pot trobar consultant directament el document “Primer informe sobre la generació d’escenaris climàtics regionalitzats per a Catalunya durant el segle XXI”.

Equip de Canvi Climàtic
Servei Meteorològic de Catalunya

1 Més informació sobre el projecte de la Unió Europea PRUDENCE (Prediction of Regional scenarios and Uncertainties for Defining EuropeaN Climate change risks and Effects, EVK2-CT2001-00132, 2001-2004) es pot trobar a: http://prudence.dmi.dk/.

2 Més informació sobre el projecte de la Unió Europea ENSEMBLES (GOCE-CT-2003-505539, 2004-2009) es pot trobar a: http://ensembles-eu.metoffice. com/index.html

3 Més informació sobre el projecte espanyol ESCENA (2009-2011) es pot trobar a: http://www.meteo.unican.es/en/node /72776.

4 Més informació sobre el projecte espanyol ESTCENA (2008-2011) es pot trobar a: http://www.meteo.unican.es/en/ projects/esTcena.

Data d'actualització: 18.12.2016