Projeccions de canvi climàtic
a Catalunya
Jordi Cunillera i Grañó
Servei Meteorològic de Catalunya
Jornada tècnica “Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida , 29 de setembre de 2016
Índex
2
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
1. El clima recent a Catalunya
2. Models climàtics - Regionalització
3. Projeccions climàtiques per al s. XXI
1. El clima recent a Catalunya
3
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
Tendència de la temperatura a Lleida 1950-2015
T mitjana T màxima T mínima
Anual +0.23 °C/dec. +0.27 °C/dec. +0.18 °C/dec.
Hivern +0.15 °C/dec. +0.18 °C/dec. +0.11 °C/dec.
Primavera +0.22 °C/dec. +0.27 °C/dec. +0.17 °C/dec.
Estiu +0.36 °C/dec. +0.45 °C/dec. +0.26 °C/dec.
Tardor +0.20 °C/dec. +0.21 °C/dec. +0.19 °C/dec.
1. El clima recent a Catalunya
4
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
Tendència de la precipitació a Lleida
1950-2015
Anual - 3.0 %/decenni
Hivern - 4.2 %/decenni
Primavera - 2.0 %/decenni
Estiu - 9.5 %/decenni
Tardor + 1.2 %/decenni
1. El clima recent a Catalunya
5
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
Tendència de la temperatura a Catalunya 1950-2015
T mitjana T màxima T mínima
Anual +0.23 °C/dec. +0.29 °C/dec. +0.18 °C/dec.
Hivern +0.17 °C/dec. +0.21 °C/dec. +0.13 °C/dec.
Primavera +0.23 °C/dec. +0.31 °C/dec. +0.17 °C/dec.
Estiu +0.34 °C/dec. +0.44 °C/dec. +0.25 °C/dec.
Tardor +0.19 °C/dec. +0.21 °C/dec. +0.16 °C/dec.
1. El clima recent a Catalunya
6
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
Tendència de la precipitació a Catalunya 1950-2015
Anual - 1.5 %/decenni
Hivern - 2.5 %/decenni
Primavera - 0.2 %/decenni
Estiu - 4.5 %/decenni
Tardor - 0.2 %/decenni
1. El clima recent a Catalunya
7
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
+0.07 °C/dec.
+0.71 %/dec.
2. Models climàtics - Regionalització
8
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
Les projeccions climàtiques permeten estudiar l’evolució futura del clima, i s’obtenen
majoritàriament com a resultat de l’execució dels models climàtics.
Model climàtic: aplicació que integra el coneixement actual del sistema climàtic, de
manera que emprant com a dades d’entrada els factors que afecten el sistema
(“forçaments”), proporciona el clima esperat en un període determinat de temps.
Atmosfera
Hidrosfera
Criosfera
Litosfera
Biosfera
----------------
Interaccions
2. Models climàtics - Regionalització
9
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
FORÇAMENT RADIATIU DEL CLIMA ENTRE 1750 I 2005
Forçaments antropogènics
Forçaments naturals
Variacions del balanç radiatiu a
causa de l’activitat humana a la
superfície terrestre i a les capes
més baixes de l’atmosfera.
Variacions del balanç radiatiu a
causa de fenòmens naturals els
quals no estan relacionats amb
l’activitat humana.
2. Models climàtics - Regionalització
10
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
AOGCM: Models acoblats de Circulació General Atmosfera - Oceà Model ≡ codi informàtic que resol el sistema d’equacions que defineixen els processos físics i químics que tenen lloc al sistema climàtic en cada punt de la malla tridimensional que s’ha definit ( resolució del model)
malla horitzontal amb una mida d’uns 100 - 300 km
malla vertical de mida variable
2. Models climàtics - Regionalització
11
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
Escenaris d’emissions
Un factor principal en estudiar el “clima futur” és l’evolució de la concentració dels GEH i dels
aerosols d’origen antropogènic; a diferència d’altres processos (erupcions, activitat solar...),
aquesta evolució depèn bàsicament d’aspectes econòmics, socials i tecnològics vinculats a
l’espècie humana.
predicció o projecció?
(IPCC 2013: WG1 – AR5)
2. Models climàtics - Regionalització
12
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
Com evolucionarà l’emissió dels
principals GEH (depèn del consum
d’energia, creixement econòmic i
demogràfic, noves tecnologies...)?
Quina serà la concentració a
l’atmosfera d’aquest GEH?
Quina serà la resposta del
sistema climàtic?
escenaris
d’emissions
(IPCC 2007: WG1 - AR4)
2. Models climàtics - Regionalització
13
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
Per què és necessària la regionalització (downscaling)?
• Resolució dels models globals ~ 100-300 km
• No simulen prou bé fenòmens meteorològics d’escala local i mitjana, que sovint són els que
defineixen el clima d’una zona determinada.
Regionalització dinàmica
Els models climàtics globals (GCM) són capaços de
representar de manera efectiva característiques
climàtiques a gran escala.
Els models climàtics regionals (RCM) són models
d’àrea limitada que permeten millorar la resolució
espacial de les simulacions optimitzant els recursos
computacionals necessaris.
Les sortides del GCM proporcionen les condicions
de contorn del RCM.
2. Models climàtics - Regionalització
14
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
Simulacions 1971-2000 Període Jobs
simultanis
Nombre de
processadors Temps reserva
WRF-ARW/ERA40 30 anys 6 64 x 6 = 384 cpu 12 dies
WRF-ARW/ECHAM5r1 30 anys 6 64 x 6 = 384 cpu 12 dies
WRF-ARW/ECHAM5r3 30 anys 6 64 x 6 = 384 cpu 12 dies
Total 90 anys 6 384 cpu 36 dies
Simulacions 2001-2050 Període Jobs
simultanis
Nombre de
processadors Temps reserva
WRF-ARW/ECHAM5r1 A1B 50 anys 10 64 x 10 = 640 cpu 12 dies
WRF-ARW/ECHAM5r1 B1 50 anys 10 64 x 10 = 640 cpu 12 dies
WRF-ARW/ECHAM5r1 A2 50 anys 10 64 x 10 = 640 cpu 12 dies
WRF-ARW/ECHAM5r3 A1B 50 anys 10 64 x 10 = 640 cpu 12 dies
WRF-ARW/ECHAM5r3 B1 50 anys 10 64 x 10 = 640 cpu 12 dies
WRF-ARW/ECHAM5r3 A2 50 anys 10 64 x 10 = 640 cpu 12 dies
Total 300 anys 20 1280 cpu 36 dies
TOTAL
1.62 M h
cpu
Espai de
disc
15 TB
185
anys
“Mare Nostrum”
Projecte ESCAT (SMC – BSC)
Projeccions climàtiques fins a l’any 2050 a alta
resolució (10 km) per a Catalunya
3. Projeccions climàtiques per al s. XXI
15
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
Evolució mitjana per a Catalunya de l’anomalia de la TMA per al període 1971 – 2050
+ 2.5 C
+ 1.0 C
tendència: +1,3 °C en 50 anys
OBSERVACIÓ
3. Projeccions climàtiques per al s. XXI
16
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
Evolució mitjana per a Catalunya de l’anomalia de la PMA per al període 1971 – 2050
OBSERVACIÓ
tendència: -7,5 % en 50 anys
+ 10 %
- 30 %
3. Projeccions climàtiques per al s. XXI
17
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
Evolució de la TMA a diferents zones de Catalunya (1971 – 2050)
Als Pirineus s’assolirien els
augments més importants de
temperatura.
Es manté el comportament de
la variabilitat interanual (major
als Pirineus, menor al Litoral).
Pirineus
Interior
Litoral
+0.31 °C/dècada (+1.5 °C)
+0.27 °C/dècada (+1.3 °C)
+0.25 °C/dècada (+1.2 °C)
3. Projeccions climàtiques per al s. XXI
18
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
Evolució de la PMA a diferents zones de Catalunya (1971 – 2050)
Augment de la variabilitat
interanual, especialment al
Litoral.
Descens de la PMA als
Pirineus, i major incertesa a
les altres zones.
Pirineus
Interior
Litoral
3. Projeccions climàtiques per al s. XXI
19
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
A1B_s1 A2_s1 B1_s1
A1B_s3 A2_s3 B1_s3
1.2 1.2
1.0 1.0
1.6
1.4
1.4
1.2
1.4 1.2
1.2
1.0
1.0
1.2 1.2
1.4
1.2
1.0
1.0 1.0
0.8
(°C) 1.2
1.4
1.4
1.2
1.4
1.2
1.0
1.4
0.8
0.8
Variació projectada de la TMA 2011-2050 respecte de 1971-2000
3. Projeccions climàtiques per al s. XXI
20
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
A1B_s1 / DGF A2_s1 / DGF B1_s1 / DGF
A1B_s3 / DGF A2_s3 / DGF B1_s3 / DGF
1.2 1.2
1.0
1.0
1.0
0.8 0.8
0.6
1.2
1.0
1.0
0.8 0.8
0.6
1.0
1.0
1.2 1.4
1.4
1.6
0.8
0.6
0.8
0.8 0.8
1.0
1.0
1.0
0.6
0.6
0.8 0.8
0.8
1.0 1.0
1.0
0.6
0.4
1.0 1.2
1.2
0.8
1.0
1.2
1.0
0.8
0.8
0.6
0.4
0.6
0.8
0.8
A1B_s1 / JJA A2_s1 / JJA B1_s1 / JJA
A1B_s3 / JJA A2_s3 / JJA B1_s3 / JJA
1.2
1.6
1.4
1.4
1.8 1.8
2.0
1.8
1.6
1.4
1.4
1.4
1.4
1.6
1.6
1.8
1.4
1.4
1.6
1.6
1.6 1.8
1.2
1.2
1.4
1.4
1.8 2.2 1.8
1.2
1.6
1.2
1.4
A1B_s1 / MAM A2_s1 / MAM B1_s1 / MAM
A1B_s3 / MAM A2_s3 / MAM B1_s3 / MAM
0.8
0.8
1.0 1.0
1.2 1.4
1.4
1.2 1.2
1.4
1.4
1.6
1.6
1.8
0.8
0.8
1.0
1.0
1.2 1.4
1.4
0.8
1.0 1.0
1.2 1.2
1.4
0.8 0.8
1.0
1.0
1.2 1.2 1.4
1.4
0.8 0.8
0.6
0.6
0.4
0.4
1.2
0.8
1.8 1.8
1.6
1.4
1.2
0.8
1.2 1.2
1.0
0.8
1.0
1.4
1.4
1.2
0.8
1.0
1.4
0.8
0.4
A1B_s1 / SON A2_s1 / SON B1_s1 / SON
A1B_s3 / SON A2_s3 / SON B1_s3 / SON
1.0
1.0 1.0
1.0 1.2
1.2
1.4
1.4
1.6
1.6
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.2
1.2
1.2
1.4
1.4
1.6
1.2 1.2
1.4
1.4
1.0
1.2 1.2
1.4
1.0
1.0
1.4
1.4
1.6
1.6
(°C)
Variació projectada de la TM estacional 2011-2050 (vs. 1971-2000)
3. Projeccions climàtiques per al s. XXI
21
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
Variació projectada de la PMA 2011-2050 respecte de 1971-2000
A1B_s1 A2_s1 B1_s1
A1B_s3 A2_s3 B1_s3
(%)
3. Projeccions climàtiques per al s. XXI
22
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
A1B_s1 / DGF A2_s1 / DGF B1_s1 / DGF
A1B_s3 / DGF A2_s3 / DGF B1_s3 / DGF
-10 -10
-5
-5 -5
-10 -15
-10
+5
+5
+10
+20
-15
+5 +10
+10
+20
+20
+30
+30
+20 +20 +30
+10 -15
+10
+10
+10
+10
+5
+5
+5
+5
-10
-5
+5
+5
-5
-5
-10
+10
+5
+10
+20
+20
+30 +10
+10
+5
+5 +5
-5 -15
-10 -20 -10
-5 +5
+10 +10
+20
+20
+30
+50
+20
+10 +20
+10
+30
+20
-10
-5
-5
-5
+5 -10 -5 -10
-5
+10 +10
+10
+10
+5
-5 -15
+10
+20 +5
-5
-5
+10 +20
+10
+10
+5
A1B_s1 / MAM A2_s1 / MAM B1_s1 / MAM
A1B_s3 / MAM A2_s3 / MAM B1_s3 / MAM
-15
-15
-15
-10
-10
-10
-10
-5
-5
-20
-25
-20
-30
-30
-25
-25
-25 -25
-20
-15 -10
-10
-10
-15
-15
-10
-15
-10
-5
-5
-10
-10
-10 -10
-10 -10
-15
-5
+5
+5
+5
+5
+10 +10
+10
+10
-10
-10
-10
-10
-5
-5
-5
+5 +5
-5
-15
-10
-10
-10
-30
-25
-30
-30
-20 -15
-15
-15
-10
-15
-15
-10
-5
-15 -5
-5
+5
+10
+20
-5
-10
-10
+10
A1B_s1 / JJA A2_s1 / JJA B1_s1 / JJA
A1B_s3 / JJA A2_s3 / JJA B1_s3 / JJA
-10
-15
-20
-5 +10
+10
+10
+10
+5
+5
+5 +5
+5
-5
-5 -5
-5
-10
-10
+5
+10
-5 +10
+10
+10
+10
+20
+10
+20
+20 +5
+5
+5
+5
+5
+10
-5
-5
-10
-10
-15
-15 -20
-25
-5
+5
+5 +10
+10
-5 +10
+10
+5
+5
+5
+5
+10
-5
-5
-10
+5
-5
-10 -10
-20
-10 -5
+5
+10
+10
+5
-10
-15
-5
+5
-5
+5
-15
+20
+20
+10
+10
+10
+5
-5
-5
+5
+20
+5
-10
-5
-5
-10
-15
-25
-30
A1B_s1 / SON A2_s1 / SON B1_s1 / SON
A1B_s3 / SON A2_s3 / SON B1_s3 / SON
-10 -15
-15
-5
-10 -20
-20
-15
+5
+5
-5
-5
-20
-10
-10
-10
-20
-5
-5 -5
-5
+5
+10
+20
+5
+5
+5
+10
+10
+10
+10
+10
+10
-5 -5
-15
-15
-10
-10
-10
-5
-15
-5
-10
-20 -20 -25 -20
-25
-10
-10
-10
-15 -15
-20 -15
-5
-5
-15
-10 -5
-5
+10 +10 +10
+10
+5 +5
-15
-10
-5 -10
+20
-15
-5
-20
-15
-10
+10
-20 -15
-5
-10
+5
+20
-10
+10
-20
-10
-15
-20
-20
-15
-20
-10
-10
-10
-10
-5
+30
+10
+20
+10
+10
(%)
Variació projectada de la PM estacional 2011-2050 (vs. 1971-2000)
3. Projeccions climàtiques per al s. XXI
23
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
Diferència entre el màxim NT20 de 2001-2050
i el màxim NT20 de 1971-2000
No
mb
re d
e d
ies
Variació del nombre de nits tropicals respecte del valor mitjà 1971-2000
Índex climàtic : nombre anual de Nits Tropicals (TN ≥ 20 °C)
3. Projeccions climàtiques per al s. XXI
24
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
Diferència entre el màxim DG0 de 2001-2050
i el màxim DG0 de 1971-2000
No
mb
re d
e d
ies
Variació del nombre de dies de glaçada respecte del valor mitjà 1971-2000
Índex climàtic : nombre anual de Dies de Glaçada (TN ≤ 0 °C)
3. Projeccions climàtiques per al s. XXI
25
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
FDP de la precipitació màxima diària mensual
FDP de la precipitació màxima diària mensual
Augment de la probabilitat dels
episodis extrems de precipitació
(> 200 mm en 24 h)
3. Projeccions climàtiques per al s. XXI
26
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
Variació projectada de la precipitació en forma
de neu (2001-2050 vs. 1971-2000)
Índexs climàtics relacionats amb la precipitació
Longitud màxima de la ratxa seca (LMRS):
diferència entre el màxim LMRS de 2001-2050
i el màxim LMRS de 1971-2000
A2s1
A2s3
A1Bs1
A1Bs3
B1s1
B1s3
(%)
3. Projeccions climàtiques per al s. XXI
27
“Reptes i adaptacions de l’agricultura al canvi global”
Lleida, 29 de setembre de 2016
Evolució de l’índex SPEI (Standardised Precipitation-
Evapotranspiration Index) a
Catalunya per al període
1971-2050
SPEI-12 (12 mesos)
ETP segons Thornthwaite
Increment dels períodes de
sequera (en magnitud i en
durada)
( A2 ≈ A1B > B1 )
Observació (SP02)
WRF+EH5 s1
WRF+EH5 s3
WRF+EH5_A2_s1
WRF+EH5_A1B_s1
WRF+EH5_B1_s1
WRF+EH5_A2_s3
WRF+EH5_A1B_s3
WRF+EH5_B1_s3
Períodes de sequera