Original paper

Sensitivity studies with a statistical downscaling method the role of the driving large scale model

Kreienkamp, Frank; Spekat, Arne; Enke, Wolfgang

Meteorologische Zeitschrift Vol. 18 No. 6 (2009), p. 597 - 606

published: Dec 1, 2009

DOI: 10.1127/0941-2948/2009/0410

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ArtNo. ESP025011806003, Price: 29.00 €

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Abstract

The sensitivity of the statistical downscaling method WETTREG, which analyzes the time evolution of circulation pattern frequencies taken from results of climate model 20th century runs and scenarios and its consequences for local climate parameters, is studied. Several results from global models runs (BCCR, CGCM, and ECHAM) and one regional model run (CCLM) are used in their pattern-generating capacity to derive the WETTREG input. Moreover, several generations and runs of the same model are analyzed. In an additional experiment, an extrapolation of the recent trends in pattern frequency into the near future and the resulting short-term temperature and precipitation trends are investigated. The results show input data dependent distinctive features concerning the reconstruction of the current climate, albeit of small magnitude. With respect to short-term climate trends for the target time frame 2011-2030, the model-specific bandwidth is strongest in winter and weakest in summer when 2 m air temperature is concerned and rarely leaves a ± 10 % envelope when percentual change of precipitation is concerned.

Kurzfassung

Es wird untersucht, welche Sensitivität die statistische Downscaling-Methode WETTREG bezüglich des antreibenden Modells besitzt. Dazu wird die zeitliche Entwicklung der Häufigkeit von Zirkulationsmustern in den Ergebnissen von 20. Jahrhundert-Läufen und Szenarios globaler Klimamodelle und die Auswirkungen von Häufigkeitsänderungen auf lokale Klimagrößen untersucht. Eingesetzt werden die Ergebnisse mehrerer globale Modelle (BCCR, CGCM und ECHAM) sowie eines regionalen Modells (CCLM) in ihrer Eigenschaft, Muster erzeugen und die Eingangsgrößen für WETTREG produzieren zu können. Darüber hinaus werden auch Ergebnisse verschiedener Modellgenerationen und mehrere Läufe des selben Modells untersucht. Ein Zusatzexperiment bezieht sich auf die Analyse der Trendentwicklung von Musterhäufigkeiten aus der nahen Vergangenheit und die Häufigkeits-Extrapolation in die unmittelbare Zukunft. Zur Untersuchung kommen die kurzfristigen Temperatur- und Niederschlagstrends. Bezüglich der Reproduktion des gegenwärtigen Klimas zeigen sich modellspezifische, wenn auch kleine Unterschiede. Wird eine Trendentwicklung zur Periode 2011-2030 betrachtet, so ist die von den Eingangsdaten erzeugte 2 m Temperatur-Bandbreite der Resultate im Winter am stärksten und im Sommer am geringsten. Bei den prozentualen Änderungen des Niederschlags wird ein Bereich von ± 10 % nur in Ausnahmefällen verlassen.