Projeções de Mudanças Climáticas Regionais do Modelo Eta

Este conjunto de dados reúne projeções climáticas regionais de alta resolução produzidas com o modelo Eta, desenvolvido pelo INPE. As simulações abrangem o período histórico de 1961 a 2005 e projeções de 2006 a 2100, sob dois cenários de emissões de gases de efeito estufa seguindo protocolo do IPCC: RCP4.5 (emissões moderadas) e RCP8.5 (emissões elevadas).


As simulações foram geradas por downscaling dinâmico pelo modelo Eta, que refinou as saídas de quatro modelos globais do projeto CMIP5: HadGEM2-ES, MIROC5, CanESM2 e BESM.

Oferecemos dados em duas resoluções espaciais:

Descrição do Modelo.

ItemDescrição
Modelo Climático RegionalEta (Gomes et al., 2023; Mesinger et al., 2012)
Resoluções espaciais20 km: domínio regional cobrindo América do Sul, Central e Caribe (Chou et al., 2014a,b; Dereczynski et al., 2020)
5 km: domínio Sudeste do Brasil (Lyra et al., 2018)
Modelos globais – boundary conditionsHadGEM2-ES (Collins et al., 2011)
MIROC5 (Watanabe et al., 2010)
CanESM2 (Arora et al., 2011)
BESM (Nobre et al., 2013)
Cenários de emissões (RCPs)RCP 4.5: emissões moderadas
RCP 8.5: emissões elevadas
PeríodosClima histórico: 1961–2005
Clima futuro: 2006–2100
VariáveisVide Tabela 3

Tabela 1 – Descrição do Modelo.

Nomenclatura da coleção

Os itens da coleção possuem nomenclaturas para identificar cada conjunto de dado produzido como projeções climáticas, devendo-se observar:

RRR_RS_CCCCC_DDDDD_RCP_PPPP_INPE_Eta_v1_day_2071-2099

PosiçãoCampoDescriçãoValores Exemplo / Observações
1Domínio (RRR)Região geográfica simulada pelo modelo EtaSAM: América do Sul (20 km) SEB: Sudeste do Brasil (5 km)
2Resolução (RS)Resolução espacial aproximada (em km)20: grade de ~20 km 05: grade de ~5 km
3Centro (CCCCC)Instituição responsável pelo modelo global (GCM) de entradaCCCma: Environment and Climate Change Canada MOHC: UK Met Office Hadley Centre MIROC: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) / University of Tokyo INPE: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (para BESM e Eta)
4Modelo GCM (DDDDD)Modelo climático global usado como condição de contornoCanESM2: Canadian Earth System Model, versão 2 HadGEM2-ES: Hadley Centre Global Environment Model, Earth System MIROC5: Model for Interdisciplinary Research on Climate, versão 5 BESM: Brazilian Earth System Model
5Cenário (RCP)Cenário de emissões do IPCC AR5rcp45: RCP4.5 rcp85: RCP8.5
6Realização (r1i1p1)Identificador da ensemble member (experimento único dentro de um GCM)r1i1p1 = realization 1, initialization 1, physics 1
7Instituição RCMCentro responsável pelo downscalingINPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais)
8Modelo RCMModelo climático regionalEta
9VersãoVersão do conjunto de dados/processamentov1 = versão inicial
10FrequênciaResolução temporal dos dadosday: dados diários (ex.: temperatura máxima diária, precipitação acumulada)
11PeríodoIntervalo de tempo coberto pelo arquivo2071-2099: ano inicial e final do período.
Outros períodos comuns: 1961-1990, 2011-2040, 2041-2070.
12ExtensãoFormato do arquivo.nc = NetCDF

Tabela 2 – Nomenclatura da coleção


Variáveis disponibilizadas:

NOMEUNITSTÍTULO
capeJ/kgCAPE
clh%High Level Cloud Fraction
cll%Low Level Cloud Fraction
clm%Mid Level Cloud Fraction
dirWind100degrees100 m Wind Direction
dirWind10degreesNear-Surface Wind Direction
dp2mºCNear-Surface Dewpoint Temperature
evspsblmmEvaporation
ghflW m-2Ground Heat Flux
hflsW m-2Surface Upward Latent Heat Flux
hfssW m-2Surface Upward Sensible Heat Flux
hurs%Near-Surface Relative Humidity
hussg/kgNear-Surface Specific Humidity
mrrosmmSurface Runoff
prmmPrecipitation
prsnmmSnowfall Flux
psPaSurface Air Pressure
pslhPaSea Level Pressure
rldsW m-2Surface Downwelling Longwave Radiation
rlusW m-2Surface Upwelling Longwave Radiation
rsdsW m-2Surface Downwelling Shortwave Radiation
rsusW m-2Surface Upwelling Shortwave Radiation
sfcWindm s-1Near-Surface Wind Speed
tasºCNear-Surface Air Temperature
tasmaxºCMaximum Near-Surface Air Temperature
tasminºCMinimum Near-Surface Air Temperature
tgrsºCSoil Temperature in 10-40 cm depth
tgscºCSoil Temperature in 0-10 cm depth
tsºCSurface Temperature
uasm s-1Eastward Near-Surface Wind 10m
uas100m s-1Eastward Near-Surface Wind 100m
ussl0-10-10 cm Moisture in Upper Portion of Soil Column
uzrs0-110-40 cm Moisture in Upper Portion of Soil Column
vasm s-1Northward Near-Surface Wind 10m
vas100m s-1Northward Near-Surface Wind 100m
wind100mm s-1100 m Wind Speed

Tabela 3 – Variáveis.

Avaliação do produto

A avaliação das integrações de longo prazo do Modelo Eta é aplicada ao período de 1961-1990, das simulações aninhadas aos modelos BESM, Can-ESM, MIROC5 e HadGEM-ES2. As temperaturas máximas são geralmente subestimadas no domínio, em particular nas simulações baseadas no MIROC5, tanto no verão (Figura 1) quanto no inverno. Uma maior dispersão entre as simulações foi encontrada nas temperaturas mínimas, que apresentaram sinais mistos de erro. As correlações espaciais entre as simulações de temperatura e as observações do CRU mostram maior concordância nas simulações baseadas no MIROC5. As simulações aninhadas subestimam a precipitação em grandes áreas do continente no verão austral (Figura 2), enquanto, no inverno, ocorre superestimação no sul da Amazônia e subestimação no sul do Brasil e no litoral leste do Nordeste brasileiro. O ciclo anual da temperatura próxima à superfície é subestimado em todas as simulações do modelo, em todas as regiões do Brasil e durante a maior parte do ano. As distribuições de frequência de temperatura e de precipitação revelam que as simulações dos modelos climáticos regionais (RCM) e globais (GCM) apresentam valores mais extremos do que as observações do CRU. As avaliações dos indicadores climáticos extremos mostram que, em geral, os dias quentes, as noites quentes e as ondas de calor estão aumentando no período, em concordância com as observações. As simulações do modelo Eta conduzidas pelo HadGEM2-ES mostram tendências de umidade no período, enquanto as simulações do Eta conduzidas pelo BESM e pelo MIROC5 mostram tendências de condições mais secas.

Figura 1 – Temperatura máxima média de DJF (˚C) simulada pelo downscaling: (a) Eta-HadGEM2-ES; (b) Eta-BESM; © Eta-MIROC5; e (d) Média do conjunto. Erros médios em relação às observações do CRU para o downscaling; (e) Eta-HadGEM2-ES; (f) Eta-BESM; (g) Eta-MIROC5; e (h) Erro médio do conjunto. (Chou et al., 2014)

Figura 2 – Precipitação média de DJF (mm/dia) simulada pelo downscaling: (a) Eta-HadGEM2-ES; (b) Eta-BESM; (c) Eta-MIROC5; e (d) Média do conjunto. Erros médios em relação às observações do CRU para o downscaling; (e) Eta-HadGEM2- ES; (f) Eta-BESM; (g) Eta-MIROC5; e (h) Erro médio do conjunto. (Chou et al. 2014)

Tendências dos indicadores climáticos extremos no período 1961-1990 de (a)-(c) precipitação total anual (PRCPTOT); (d)-(f) precipitação acumulada máxima anual em 5 dias (RX5DAY); (g)-(i) percentil 95 da precipitação diária (R95p); (j)-(l) máximo anual de dias consecutivos sem chuva (CDD); (m,n,o) máximo anual de dias consecutivos com chuva (CWD). As tendências Eta-Had-GEM2-ES estão à esquerda, Eta-BESM no meio e Eta-MIROC5 na coluna da direita.

Produtos de Imagens

Modelo Eta – Mudanças Climáticas – CMIP5 – Diário

NetCDF Projeções de alta resolução das mudanças climáticas sobre a América do Sul.

Links úteis:

Mais informações:

.Dereczynski, C., Chou, S.C., Lyra, A., Sondermann, M., Regoto, P., Tavares, P.,Chagas, D., Gomes, J.L., Rodrigues, D.C., Skansi, M.M.. Downscaling of climate extremes over South America – Part I: Model evaluation in the reference climate. Weather and Climate Extremes. p. 100273, 2020. DOI: 10.1016/j.wace.2020.100273

Gomes, J.L.; Chou, S.C.; Mesinger,F.; Lyra, A.A. Rodrigues, D.C, Rodriguez, D.A., Campos, D.A., Chagas, D.J., Pilotto, I., Tavares, P.S., Lucci, L.T., Veljovic, K., Laureanti., N.C., Mantovani Jr, J.A., Lamosa, D., Dourado, M.S.C.,, 2023: Manual Modelo Eta – versão 1.4.2. INPE. São José dos Campos, SP. 138pp. http://urlib.net/8JMKD3MGP3W34T/48G6PU5. ISBN 978-65-89159-08-7

Lyra, A., Tavares, P., Chou, S.C., Sueiro, G., Dereczynski, C.P., Sondermann, M., Silva, A., Marengo, J., Giarolla, A. 2018. Climate change projections over three metropolitan regions in Southeast Brazil using the non-hydrostatic Eta regional climate model at 5-km resolution. Theor Appl Climatol 132, 663–682 (2018). https://doi.org/10.1007/S00704-017-2110-0

Mesinger F, Chou SC, Gomes JL, Jovic D, Bastos P, Bustamante JF, Lazic L, Lyra AA, Morelli S, Ristic I, Veljovic K. (2012) An upgraded version of the Eta model. Meteorology and Atmospheric Physics. Vol 116 (3), 63-79. DOI: 10.1007/s00703-012-0182-z

Citação

Chou, S. , Lyra, A. , Mourão, C. , Dereczynski, C. , Pilotto, I. , Gomes, J. , Bustamante, J. , Tavares, P. , Silva, A. , Rodrigues, D. , Campos, D. , Chagas, D. , Sueiro, G. , Siqueira, G. , Nobre, P. and Marengo, J. (2014) Evaluation of the Eta Simulations Nested in Three Global Climate Models. American Journal of Climate Change, 3, 438-454. DOI: 10.4236/ajcc.2014.35039.

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