An assessment of future Caribbean climate change using "business as usual" scenario by coupling GCM data & RAMS

Abstract

The Caribbean rainfall season has a bimodal nature, which is divided in the Early Rainfall Season (ERS) and Late Rainfall Season (LRS). To carry out the long-term average conditions Caribbean season analysis, the National Center for Environmental Prediction (NCEP) reanalysis data, the Xie-Arkin precipitation and the Reynolds-Smith Sea Surface Temperature (SST) observed data were used. The Parallel Climate Model (PCM) is evaluated to determine its ability to predict the Caribbean climatology. As a result, PCM under predicts the SSTs, which along a cold advection cause a lower rain production than the observed climatology. The future Caribbean climatological condition simulated by PCM shows a future warming of up to ~10 C along with an increase of the rain production during the Caribbean seasons. RAMS was coupled with PCM to assess the dynamical downscale technique. The PCM data used in RAMS as initial conditions has very low SSTs and a stable atmosphere cutting off the vertical convection. To avoid the deviations generated by the PCM output when it is used in RAMS, the 1998 observed data plus the PCM atmospheric variables difference between the years 2048 and 1998 is taken as initial conditions to RAMS. The synoptic scale simulated by RAMS shows a close behavior to the simulated by PCM during the dry season and LRS, while the mesoscale rainfall is strongly influenced by the land dry areas computed in the parent grid.

La estación lluviosa Caribeña tiene una naturaleza bimodal, los cuales están divididos en la estación temprana lluviosa (ETL) y la última estación lluviosa (UEL). Para realizar el análisis de las estaciones caribeñas como un promedio de un largo periodo, los datos observados de El Centro Nacional para la Predicción Ambiental (NCEP en inglés), la precipitación de Xie-Arkin y la temperatura de superficie de océano (STO) de Reynolds-Smith son utilizados. El Modelo Paralelo del Clima (PCM en inglés) es evaluado para determinar su habilidad de predecir la climatología del Caribe. Como resultado, PCM subpredice la TSO, el cual junto con una advección fría ocasiona una precipitación más baja que la climatología observada. La futura condición climatológica Caribeña simulado por PCM evidencia un futuro calentamiento de hasta ~10 C, y a la vez a un incremento en la producción de lluvia durante las estaciones caribeñas. RAMS fue acoplado con PCM para evaluar la técnica de reducción de escala dinámica. Los datos de PCM usados en RAMS como condición inicial tienen una muy baja TSO y una atmósfera estable que amortigua la convección vertical. Para evitar las desviaciones generados por los datos de salida de PCM cuando es usado en RAMS, los datos observados de 1998 más la diferencia de los datos de PCM entre los años 2048 y 1998 son considerados ahora como condición inicial en RAMS. La escala sinóptica simulado por RAMS muestra un cercano comportamiento al simulado por PCM durante la estación seca y la UEL, mientras que la pluviosidad a mesoscala es fuertemente influenciado por las áreas secas calculadas en la malla padre.