Climate downscaling over southern South America for present-day climate (1970-1989) using the MM5 model. Mean, interannual variability and internal variability

ResumenEste trabajo evalúa la capacidad del modelo regional MM5 para representar las principales características del clima actual de Sudamérica. Se evalúa la distribución espacial de los valores medios estacionales, la variabilidad interanual y el ciclo anual de la precipitación y la temperatura, así como la variabilidad inter-na. El análisis tuvo dos objetivos: cuantificar la capacidad de la regionalización (downscaling) dinámica para representar el clima actual e identificar los aspectos críticos de la simulación climática regional en Sudamérica para interpretar las proyecciones hacia fines de siglo XXI en el escenario de emisión SRES A2 con cierto grado de confiabilidad. En general, el modelo MM5 representa de forma adecuada las características regionales, el ciclo estacional y la variabilidad interanual de las variables de superficie en el sur de Sudamérica. La distribución espacial de la temperatura está bien representada; sin embargo, se encuentran algunos errores sistemáticos, como una sobreestimación en el centro y norte de Argentina y una subestimación en las regiones montañosas a lo largo del año. La distribución espacial de la precipitación también está bien representada por el modelo regional, sin embargo se encuentra una sobreestimación de la precipitación en la región andina (especialmente en el centro y sur de Chile) en todas las épocas del año y una subestimación de la precipitación en latitudes tropicales. El ciclo anual de la precipitación está repre-sentado de manera adecuada en todas las regiones analizadas, sin embargo su representación es mejor en la cuenca del Plata (LPB, por sus siglas en inglés), Cuyo (CU) y sur de Buenos Aires (región denominada sureste Pampas [SEP]). El ciclo anual de la temperatura media también está bien representado. En líneas generales, el modelo sobreestima la variabilidad interanual de la temperatura y subestima la variabilidad interanual de la precipitación. De la evaluación de la variabilidad interanual, la variabilidad interna y los sesgos, puede concluirse que independientemente de la época del año, la precipitación simulada por el modelo regional MM5 es confiable en latitudes subtropicales, Uruguay, el sur de Brasil y el centro-este de Argentina, pero es poco confiable en áreas montañosas. La temperatura es confiable en latitudes subtropi-cales, Uruguay y el sur de Brasil solamente durante el invierno, pero es poco confiable o se encuentra en el límite de confiabilidad en el centro y sur de Chile a lo largo del año. De esta manera, puede concluirse que el modelo MM5 es una herramienta de mucha utilidad para la generación de escenarios regionales de cambio climático de alta resolución en el sur de Sudamérica y constituye un interesante punto de partida para evaluar los escenarios regionales de cambio climático en dicha región.

This work focuses on evaluating the ability of the MM5 regional model to represent the basic features of present climate over South America. The spatial distribution of seasonal means and the interannual variability, as well as annual cycles for precipitation and near-surface temperature have been evaluated. The internal variability has also been investigated. The analysis has two objectives: one of them is to quantify the dynamic downscaling ability to represent the current climate and the other is to identify critical aspects of the regional climate model in South America in order to interpret the reliability of future projections for the end of the twenty-first century in the A2 scenario of the IPCC Special Report on Emissions Scenarios. In general, the MM5 model is able to reproduce adequately the main general features, seasonal cycle and year-to-year variability of near surface variables over South America. The spatial distribution of temperature is well represented, but some systematic errors were identified, such as an overestimation in central and northern Argentina and an underestimation in the mountainous regions throughout the year. The general structure of precipitation is also well captured by the regional model, although it overestimates the precipitation in the Andean region (specifically in central and southern Chile) in all seasons and underestimates the rainfall over tropical latitudes. The annual cycle of precipitation is adequately represented in the subregions analyzed, but its representation is better over La Plata basin (LPB), Cuyo (CU) and southeastern Pampas (SEP). The annual cycle of mean temperature is well represented, too. The model systematically overestimates the interannual variability of temperature and underestimates the interannual variability of precipitation. From the analyses of interannual and internal variability, as well as the biases, it can be concluded that regardless the season, the simulated precipitation is reliable at subtropical latitudes, Uruguay, southern Brazil and east-central of Argentina, but is less reliable over areas of complex topography. For temperature, the regional model is reliable over subtropical latitudes, Uruguay and the south of Brazil only during winter, but it is less reliable or it is even in the limit of reliability over central and southern Chile all along the year. Therefore, it is concluded that the MM5 model is a useful tool for the generation of regional climate change scenarios and for the evaluation of regional climate change scenarios over southern South America.