Potential future impact of climate change on recharge in the Sierra de las Nieves (southern Spain) high-relief karst aquifer using regional climate models and statistical corrections

2019 ◽  
Vol 78 (20) ◽  
Author(s):  
Eulogio Pardo-Igúzquiza ◽  
Antonio J. Collados-Lara ◽  
David Pulido-Velazquez
Keyword(s):  
Climate Change ◽  
Climate Models ◽  
Regional Climate ◽  
Karst Aquifer ◽  
Regional Climate Models ◽  
Southern Spain ◽  
Impact Of Climate Change

scholarly journals Impact of climate change on crop suitability in sub-Saharan Africa in parameterized and convection-permitting regional climate models

2020 ◽  
Vol 15 (9) ◽  
pp. 094086
Author(s):  
Sarah Chapman ◽  
Cathryn E Birch ◽  
Edward Pope ◽  
Susannah Sallu ◽  
Catherine Bradshaw ◽  
...  
Keyword(s):  
Climate Change ◽  
Climate Models ◽  
Regional Climate ◽  
Regional Climate Models ◽  
Sub Saharan Africa ◽  
Impact Of Climate Change ◽  
Crop Suitability ◽  
Sub Saharan

scholarly journals The Impact of Climate Change on Material Degradation Criteria in Heritage over Iran: Regional Climate Model Evaluation

2020 ◽  
Vol 172 ◽  
pp. 02006
Author(s):  
Hamed Hedayatnia ◽  
Marijke Steeman ◽  
Nathan Van Den Bossche
Keyword(s):  
Climate Change ◽  
Climate Models ◽  
Climate Model ◽  
Regional Climate ◽  
Regional Climate Models ◽  
Salt Crystallization ◽  
Climate Modelling ◽  
Impact Of Climate Change ◽  
Climate Change Effects ◽  
The Impact

Understanding how climate change accelerates or slows down the process of material deterioration is the first step towards assessing adaptive approaches for the preservation of historical heritage. Analysis of the climate change effects on the degradation risk assessment parameters like salt crystallization cycles is of crucial importance when considering mitigating actions. Due to the vulnerability of cultural heritage in Iran to climate change, the impact of this phenomenon on basic parameters plus variables more critical to building damage like salt crystallization index needs to be analyzed. Regional climate modelling projections can be used to asses the impact of climate change effects on heritage. The output of two different regional climate models, the ALARO-0 model (Ghent University-RMI, Belgium) and the REMO model (HZG-GERICS, Germany), is analyzed to find out which model is more adapted to the region. So the focus of this research is mainly on the evaluation to determine the reliability of both models over the region. For model validation, a comparison between model data and observations was performed in 4 different climate zones for 30 years to find out how reliable these models are in the field of building pathology.

scholarly journals Using a Hydrologic Model to Assess the Performance of Regional Climate Models in a Semi-Arid Watershed in Brazil

Water ◽  
2019 ◽  
Vol 11 (1) ◽  
pp. 170 ◽  
Author(s):  
Carlos Santos ◽  
Felizardo. Rocha ◽  
Tiago Ramos ◽  
Lincoln Alves ◽  
Marcos Mateus ◽  
...  
Keyword(s):  
Climate Change ◽  
River Basin ◽  
Bias Correction ◽  
Climate Models ◽  
Regional Climate ◽  
Regional Climate Models ◽  
Northeastern Brazil ◽  
Impact Of Climate Change ◽  
Monthly Streamflow ◽  
The Impact

This study assessed the impact of climate change on the hydrological regime of the Paraguaçu river basin, northeastern Brazil. Hydrological impact simulations were conducted using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) for 2020–2040. Precipitation and surface air temperature projections from two Regional Climate Models (Eta-HadGEM2-ES and Eta-MIROC5) based on IPCC5—RCP 4.5 and 8.5 scenarios were used as inputs after first applying two bias correction methods (linear scaling—LS and distribution mapping—DM). The analysis of the impact of climate change on streamflow was done by comparing the maximum, average and reference (Q90) flows of the simulated and observed streamflow records. This study found that both methods were able to correct the climate projection bias, but the DM method showed larger distortion when applied to future scenarios. Climate projections from the Eta-HadGEM2-ES (LS) model showed significant reductions of mean monthly streamflow for all time periods under both RCP 4.5 and 8.5. The Eta-MIROC5 (LS) model showed a lower reduction of the simulated mean monthly streamflow under RCP 4.5 and a decrease of streamflow under RCP 8.5, similar to the Eta-HadGEM2-ES model results. The results of this study provide information for guiding future water resource management in the Paraguaçu River Basin and show that the bias correction algorithm also plays a significant role when assessing climate model estimates and their applicability to hydrological modelling.

scholarly journals Impact of climate change on the hydrology and geochemistry of Crete and estimation of uncertainty

2020 ◽  
Author(s):  
Σοφία Νεραντζάκη
Keyword(s):  
Climate Change ◽  
Monte Carlo ◽  
Climate Models ◽  
Regional Climate ◽  
Regional Climate Models ◽  
Impact Of Climate Change ◽  
Representative Concentration Pathways ◽  
Estimation Of Uncertainty

Η περιοχή της Μεσογείου είναι μία από τις πιο επιρρεπείς περιοχές στις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής, βάσει των αποτελεσμάτων των σεναρίων για την παγκόσμια κλιματική αλλαγή (IPCC, 2013). Οι καρστικές πηγές είναι η μοναδική πηγή νερού για πολλές περιοχές της Μεσογείου κατά τη διάρκεια των ξηρών μηνών. Η επίπτωση της κλιματικής αλλαγής στην υδρολογία και την ποιότητα των υδάτων των καρστικών πηγών δεν έχει τύχει της δέουσας προσοχής στην επιστημονική βιβλιογραφία. Επιπλέον, η εκτίμηση της αβεβαιότητας των υδρολογικών προβλέψεων σε καρστικές λεκάνες δεν έχει μελετηθεί και μπορεί να αποκαλύψει πιθανά ελλείμματα νερού που διαφορετικά δεν μπορούν να ληφθούν υπόψη. Στο πλαίσιο αυτής της διατριβής (1) εκτιμώνται οι επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στις προβλέψεις της παροχής και της ποιότητας των υδάτων σε χαρακτηριστική καρστική πηγή της Μεσογείου, (2) ποσοτικοποιείται η αβεβαιότητα αυτών των προβλέψεων και (3) αξιολογείται η απόκριση διαφόρων καρστικών πηγών της Μεσογείου στη μετεωρολογική ξηρασία που προβλέπουν τα κλιματικά σενάρια.Το Εργαλείο Αξιολόγησης Νερού και Εδάφους (SWAT) μαζί με ένα καρστικό μοντέλο (Karst-SWAT) χρησιμοποιείται για την εκτίμηση της σύνθετης παροχής (από καρστική πηγή και επιφανειακά ύδατα) της καρστικής λεκάνης απορροής του ποταμού Κοιλιάρη, μαζί με τις μεταφερόμενες μάζες νιτρικού αζώτου και ιζημάτων. Η αβεβαιότητα των παραμέτρων τόσο των μοντέλων επιφανειακής όσο και καρστικής παροχής υπολογίζεται συνδυάζοντας τα προγράμματα SUFI2 και @RISK της PALISADE. Τα δεδομένα εισόδου στα υδρολογικά μοντέλα παρέχονται από έντεκα συνδυασμούς πέντε «Περιφερειακών Κλιματικών Μοντέλων» (Regional Climate Models - RCMs) και τριών «Αντιπροσωπευτικών Μονοπατιών Συγκέντρωσης» (Representative Concentration Pathways - RCPs) του ευρωπαϊκού κλάδου του κλιματικού πειράματος CORDEX, EURO-CORDEX. Αντιπροσωπευτικές χρονοσειρές βροχοπτώσεων για ορισμένα από αυτά τα σενάρια προσομοιώνονται στοχαστικά με τη γεννήτρια καιρού LARS. Προσομοιώσεις Monte Carlo χρησιμοποιούνται για να ερευνήσουν την επίδραση της εσωτερικής μεταβλητότητας των δεδομένων εισόδου στην παροχή εξόδου.Η μετεωρολογική ξηρασία της τρέχουσας και των μελλοντικών περιόδων μεταφράζεται σε υδρολογική ξηρασία για τρεις μεσογειακές καρστικές πηγές με διαφορετικές ιδιότητες. Συγκεκριμένα, οι πηγές που μελετώνται είναι η πηγή του Στύλου (λεκάνη του ποταμού Κοιλιάρη), η πηγή των Μεσκλών και η πηγή της Αγυιάς (λεκάνη του ποταμού Κερίτη). Το μοντέλο Karst-SWAT χρησιμοποιείται για την ποσοτικοποίηση της υδρολογικής απόκρισης των καρστικών πηγών, οι οποίες χαρακτηρίζονται από διαφορετικά συστήματα και χρόνους παραμονής νερού. Ένας μη παραμετρικός δείκτης ξηρασίας τροποποιείται για να εκτιμηθεί η μελλοντική συχνότητα, διάρκεια και ένταση των μετεωρολογικών και υδρολογικών ξηρασιών σε σύγκριση με την περίοδο αναφοράς. Αναλύεται, επίσης, η εξέλιξη των χαμηλότερων και των υψηλότερων παροχών στο μέλλον. Αυτή είναι η πρώτη φορά που πραγματοποιείται εκτίμηση παραμετρικής αβεβαιότητας παροχής (από καρστικό και επιφανειακό μοντέλο παροχής) σε συνδυασμό με εκτίμηση αβεβαιότητας λόγω εσωτερικής μεταβλητότητας σε καρστική μεσογειακή λεκάνη απορροής. Η ανάλυση δείχνει ότι η αβεβαιότητα παραμέτρων του υδρολογικού μοντέλου και η εσωτερική μεταβλητότητα των σεναρίων κλιματικής αλλαγής θα πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά τον σχεδιασμό μέτρων προσαρμογής και μετριασμού των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής σε λεκάνες ξηρού κλίματος για την περίοδο 2019-2058. Μετά το 2059, το σενάριο της κλιματικής αλλαγής είναι ο σημαντικότερος παράγοντας αβεβαιότητας. Ακόμη και κάτω από αυτή τη μεγάλη αβεβαιότητα, η κατάσταση της ξηρασίας αναμένεται να επιδεινωθεί μετά το 2059, ανεξάρτητα από το σενάριο που θα πραγματοποιηθεί, για όλες τις πηγές. Η επόμενη 40ετία προσφέρεται για την προετοιμασία και τον προγραμματισμό μέτρων προσαρμογής για τη βελτίωση της διαχείρισης των υδάτινων πόρων των πηγών. Η μελέτη μπορεί να αποτελέσει σημείο αναφοράς για συγκριτικές μελέτες σε άλλες παρόμοιες περιοχές του πλανήτη, όπου οι ανάγκες νερού κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού καλύπτονται αποκλειστικά από παροχή που προέρχεται από καρστικές πηγές.

scholarly journals Water Budgets of Managed Forests in Northeast Germany under Climate Change—Results from a Model Study on Forest Monitoring Sites

2021 ◽  
Vol 11 (5) ◽  
pp. 2403
Author(s):  
Daniel Ziche ◽  
Winfried Riek ◽  
Alexander Russ ◽  
Rainer Hentschel ◽  
Jan Martin
Keyword(s):  
Climate Change ◽  
Climate Models ◽  
Regional Climate ◽  
Coupled Model ◽  
Regional Climate Models ◽  
Realistic Model ◽  
Forest Monitoring ◽  
Climate Change Scenarios ◽  
Historical Time ◽  
Time Period

To develop measures to reduce the vulnerability of forests to drought, it is necessary to estimate specific water balances in sites and to estimate their development with climate change scenarios. We quantified the water balance of seven forest monitoring sites in northeast Germany for the historical time period 1961–2019, and for climate change projections for the time period 2010–2100. We used the LWF-BROOK90 hydrological model forced with historical data, and bias-adjusted data from two models of the fifth phase of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5) downscaled with regional climate models under the representative concentration pathways (RCPs) 2.6 and 8.5. Site-specific monitoring data were used to give a realistic model input and to calibrate and validate the model. The results revealed significant trends (evapotranspiration, dry days (actual/potential transpiration < 0.7)) toward drier conditions within the historical time period and demonstrate the extreme conditions of 2018 and 2019. Under RCP8.5, both models simulate an increase in evapotranspiration and dry days. The response of precipitation to climate change is ambiguous, with increasing precipitation with one model. Under RCP2.6, both models do not reveal an increase in drought in 2071–2100 compared to 1990–2019. The current temperature increase fits RCP8.5 simulations, suggesting that this scenario is more realistic than RCP2.6.

scholarly journals Evaluation of uncertainties in mean and extreme precipitation under climate change for northwestern Mediterranean watersheds from high-resolution Med and Euro-CORDEX ensembles

2018 ◽  
Vol 22 (1) ◽  
pp. 673-687 ◽  
Author(s):  
Antoine Colmet-Daage ◽  
Emilia Sanchez-Gomez ◽  
Sophie Ricci ◽  
Cécile Llovel ◽  
Valérie Borrell Estupina ◽  
...  
Keyword(s):  
Climate Change ◽  
High Resolution ◽  
Extreme Precipitation ◽  
Climate Models ◽  
Regional Climate ◽  
Regional Climate Models ◽  
Historical Period ◽  
Mountainous Regions ◽  
Extreme Precipitation Events ◽  
Precipitation Events

Abstract. The climate change impact on mean and extreme precipitation events in the northern Mediterranean region is assessed using high-resolution EuroCORDEX and MedCORDEX simulations. The focus is made on three regions, Lez and Aude located in France, and Muga located in northeastern Spain, and eight pairs of global and regional climate models are analyzed with respect to the SAFRAN product. First the model skills are evaluated in terms of bias for the precipitation annual cycle over historical period. Then future changes in extreme precipitation, under two emission scenarios, are estimated through the computation of past/future change coefficients of quantile-ranked model precipitation outputs. Over the 1981–2010 period, the cumulative precipitation is overestimated for most models over the mountainous regions and underestimated over the coastal regions in autumn and higher-order quantile. The ensemble mean and the spread for future period remain unchanged under RCP4.5 scenario and decrease under RCP8.5 scenario. Extreme precipitation events are intensified over the three catchments with a smaller ensemble spread under RCP8.5 revealing more evident changes, especially in the later part of the 21st century.

Optimized planning and operation of interconnected multi-purpose reservoir systems using integrated modeling for climate change adaptation

2021 ◽  
Author(s):  
Patrick Nistahl ◽  
Tim Müller ◽  
Gerhard Riedel ◽  
Hannes Müller-Thomy ◽  
Günter Meon
Keyword(s):  
Climate Change ◽  
Reservoir Operation ◽  
Climate Models ◽  
Hydrological Model ◽  
Regional Climate ◽  
Regional Climate Models ◽  
Flood Protection ◽  
Performance Criteria ◽  
Low Flow ◽  
Operation Model

&lt;p&gt;Climate change impact studies performed for Northern Germany indicate a growing demand for water storage capacity to account for flood protection, low flow augmentation, drinking and agricultural water supply. At the same time, larger storage volumes for hydropower plants can be used to cope with the demands of changing energy supply from fossil to renewable energies. To tackle these challenges for the next decades, a novel reservoir system planning instrument is developed, which consists of combined numerical models and evaluation components. It allows to model simultaneously the current interconnected infrastructure of reservoirs as well as additional planning variants (structural and operational) as preparation for climate change. This planning instrument consists of a hydrological model and a detailed reservoir operation model.&lt;/p&gt;&lt;p&gt;As hydrological model, the conceptual, semi-distributed version of PANTA RHEI is applied. &amp;#160;Bias-corrected regional climate models (based on the RCP 8.5 scenario) are used as meteorological input. The hydrological model is coupled with a detailed reservoir operation model that replicates the complex rules of various interconnected reservoirs based on an hourly time step including pumped storage plants, which may have a subsurface reservoir as a lower basin. Downstream of the reservoirs, the hydrological model is used for routing the reservoir outflows and simulating natural side inflows. In areas of particular interest for flood protection, the hydrological routing is substituted with 2D hydraulic models to calculate the flood risk in terms of expected annual flood damage based on resulting inundation areas.&lt;/p&gt;&lt;p&gt;For the performance analysis, the simulation runs for all integrated modeling variants are evaluated for a reference period (1971-2000) and for future periods (2041-2070). Performance criteria involve flood protection, drinking water supply, low flow augmentation and energy production. These performance criteria will be used as stake holder information as well as a base for further optimization and ranking of the planning variants.&lt;/p&gt;&lt;p&gt;The combination of the hydrological model and the reservoir operation model shows a good performance of the existing complex hydraulic infrastructure using observed meteorological forcing as input. The usage of regional climate models as input shows a wide dispersion of several performance criteria, confirming the expected need for an innovative optimization scheme and the communication of the underlying uncertainties.&lt;/p&gt;

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document