Sensibilidad al cambio de dominio y resolución de tres configuraciones del modelo climático regional RegCM 4.3 para la región de América Central y el Caribe

• Alejandro Vichot-Llano ^[1] ; Daniel Martínez-Castro ^[1] ; Abel Centella-Artola ^[1] ; Arnoldo Bezanilla-Morlot ^[1]
  1. [1] Swedish Meteorological and Hydrological Institute

     Swedish Meteorological and Hydrological Institute

     Suecia

     
• Localización: Revista de Climatología, ISSN-e 1578-8768, Nº. 14, 2014, págs. 45-62
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Sensitivity to change of domain and resolution of three configurations of regional climate model RegCM 4.3 model for the region of Central America and the Caribbean
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  • español

    Se utilizaron tres configuraciones del modelo climático regional RegCM, del ICTP, versión 4.3, para dos dominios en la región de América Central y el Caribe, con tres esquemas de parametrización de cúmulo, con el objetivo de estudiar la sensibilidad del modelo al cambio de resolución y dimensiones del dominio. Los esquemas convectivos utilizados son el de Emanuel (EM), una combinación del esquema de Grell sobre tierra y Emanuel sobre el océano (GE) y el esquema de Tiedtke (TI). Las condiciones de frontera se obtuvieron de los reanálisis ERA-Interim. El primer dominio se extendió de 26 a 116 grados oeste y de 5 a 33 grados norte, con 50 km de resolución horizontal, mientras que el segundo, interior a éste, se limitó a una parte de América Central y las Antillas, con resolución de 25 km y se definió un área de estudio común entre ambos dominios para realizar las comparaciones. El periodo de simulación fue desde el año 2000 hasta el 2001. La base de datos satelital TRMM fue usada como criterio de comparación para la precipitación y las del CRU y MERRA para los campos de temperatura. Los resultados alcanzados indican que el modelo posee una habilidad razonable para reproducir los patrones espaciales de la lluvia en el Caribe, pero presenta sesgos cuyo valor depende del esquema de cumulo que utiliza, y en menor medida de la resolución espacial. Para el período poco lluvioso, el modelo presenta poca sensibilidad al cambio de dominio y resolución tanto en la simulación de la precipitación como de la temperatura, donde la combinación GE da los mejores resultados para la precipitación mientras para el periodo lluvioso, TI y GE presentan los menores sesgos independientemente de la resolución, aunque para 25 km, los sesgos son algo menores y presentan una distribución más homogénea en el área de estudio. La temperatura simulada por el modelo fue bien representada por todas las configuraciones, y principalmente por el esquema de TI. En la comparación de la precipitación para Cuba con la red de estaciones meteorológicas cubanas, se detectó dependencia del sesgo de la precipitación con la resolución, aunque en grado diferente para las distintas parametrizaciones, observándose menores sesgos para 25 km.

  • English

    Three configurations of the regional climate model RegCM, ICTP, version 4.3, for two domains in the region of Central America and the Caribbean, with three cumulus parameterization schemes were used in order to study the sensitivity of the model to change of resolution and domain. The applied convective schemes are Emanuel (EM), a combination of Grell scheme over land and Emanuel over the ocean (GE) and the Tiedtke (TI) scheme. The boundary conditions were obtained from the ERA -Interim reanalysis. The first domain was extended from 26 to 116 degrees west and 5 to 33 degrees north, with 50 km of horizontal resolution, while the second, interior to it, consisted of a part of Central America and the Antilles, with resolution of 25 km, and was also used for comparison.

    The simulation period was from 2000 to 2001, with three months of 1999 as spin-up. TRMM, CRU and MERRA data bases were used as comparison data for precipitation and temperature fields. The obtained results indicate that the model has a reasonable skill to reproduce the spatial patterns of rainfall in the Caribbean, but it shows biases whose value depends on the applied cumulus scheme and, to a lesser extent, the spatial resolution. For the less rainy period, the model shows low sensitivity to the change of domain and resolution, both in the simulation of precipitation and temperature. In particular, the use the combination GE gives the best results for precipitation and for the rainy season, TI and GE show the less biases independently of resolution, although the model biases are lower for 25 km resolution than for 50 km and have a more homogeneous distribution in the study area.

    Temperature simulated by the model was well represented by all configurations, and mainly by the TI scheme.

    From the comparison of the simulations with the network of Cuban stations for dry period, it is observed that none of the settings produces high bias in any of the three defined areas, although the biases tend to be higher in the east, possibly due to its orographic nature. Bias dependence of precipitation with resolution was noticed, albeit in a different degree for different configurations. The less biases were observed for 25 km.