Downscaling standardized precipitation index via model output statistics

ResumenEl presente estudio analiza los posibles impactos futuros del cambio climático sobre los eventos meteorológicos de sequía en Turquía, utilizando para ello una nueva técnica estadística de reducción de escala (downscaling) basada en regresión logística politómica. Esta técnica, conocida como “estadísticas de salida del modelo” (model output statistics, MOS), está diseñada para la reducción de escala de las categorías de sequía del índice estandarizado de precipitación (SPI, por sus siglas en inglés). El principal objetivo de un procedimiento de reducción de escala es determinar la influencia de la variabilidad climática de gran escala y los cambios proyectados en las variables a nivel regional y local. Los predictores de gran escala utilizados en este estudio se obtuvieron a partir de simulaciones del modelo canadiense de circulación general acoplado de segunda generación (CGCM2, por sus siglas en inglés), las cuales abarcan de 1940 a 2100 e incluyen tres escenarios socioeconómicos: control, con los límites de la concentración atmosférica de gases de efecto invernadero en el siglo XX, y los escenarios A2 y B2 del Informe especial sobre escenarios de emisiones del Panel Intergubernamental de Cambio Climático. Se utilizaron observaciones de 96 estaciones meteorológicas para calcular los valores anuales del SPI para el periodo 1940-2010, dejando los últimos 10 años para validación contra los resultados simulados por el CGCM2. Los resultados del MOS derivados de la simulación del clima denominada control coincidieron con los patrones observados en el clima actual. Los resultados del MOS derivados de escenarios climáticos futuros llevan a concluir que hay una probabilidad disminuida de que se presenten condiciones muy húmedas o extremadamente húmedas. Adicionalmente, las probabilidades de que las condiciones sean cercanas a lo normal disminuirán en la costa del Mar Negro, y aumentarán en la transición del Mármara y en Anatolia oriental.

This study investigates the possible impacts of future climate change on meteorological drought events in Turkey by using a new statistical downscaling technique based on polytomous logistic regression, denoted as the model output statistics (MOS) technique. It is designed to downscale the drought classes of the 12-month Standardized Precipitation Index (SPI). The main goal of a downscaling procedure is to determine the influences of large-scale climatic variability and the projected changes on the local scale-regional variables. The large-scale predictors used in this study were obtained from the output of the Second Generation Canadian Coupled General Circulation Model (CGCM2) simulations, run from 1940 to 2100 for three socioeconomic scenarios, namely control, with the constraint of the 20th century atmospheric concentration of greenhouse gases, and the SRES A2 and B2 scenarios. Observations from 96 meteorological stations were used to estimate 12-month SPI values for the period 1940-2010, leaving the last 10 years for validation against the results simulated by the CGCM2. The MOS results derived from the control climate simulation agree with the observed patterns for present climate. The MOS results derived from future climate scenarios lead to conclude that there is a decreased probability of very wet and extremely wet conditions. In addition, the probabilities of near-normal conditions will decrease in the Black Sea coast and will increase towards the Marmara Transition and continental eastern Anatolia regions.