Future changes and uncertainty in decision-relevant measures of East African climate

• DOI: 10.1007/s10584-019-02499-2
• Publication Date: 2019-07-29T07:03:36Z
• Authors: F. Jorge Bornemann; David P. Rowell; Barbara Evans; Dan J. Lapworth; Kamazima Lwiza; David M.J. Macdonald; John H. Marsham; Kindie Tesfaye; Matthew J. Ascott; Celia Way
• Keywords: Adaptation to Climate Change in Agriculture; GroundwaterBGS; Climate Change and Variability Research; FOS: Mechanical engineering; Climate model; 01 natural sciences; Environmental science; Agricultural and Biological Sciences; Global Flood Risk Assessment and Management; Engineering; 11. Sustainability; Climate change; Work (physics); Environmental resource management; Groundwater; Biology; Ecology, Evolution, Behavior and Systematics; Environmental planning; 0105 earth and related environmental sciences; Global and Planetary Change; Adaptation (eye); Geography; Ecology; Physics; Life Sciences; Optics; Flood myth; 15. Life on land; Computer science; Mechanical engineering; Process (computing); International development; Operating system; Archaeology; 13. Climate action; FOS: Biological sciences; Environmental Science; Physical Sciences; Climate Modeling

La nécessité d'élaborer des stratégies d'adaptation au changement climatique en Afrique devient critique. Par exemple, les infrastructures à longue durée de vie doivent maintenant être conçues ou adaptées pour tenir compte d'un climat futur qui sera différent du passé ou du présent. Il est de plus en plus nécessaire que les informations climatiques utilisées dans la prise de décision passent des mesures traditionnelles axées sur la science aux mesures axées sur la décision. Cela est particulièrement pertinent en Afrique de l'Est, où l'adaptation et les capacités socio-économiques limitées rendent cette région extrêmement vulnérable au changement climatique. Ici, nous utilisons un processus de consultation interdisciplinaire pour définir et analyser un certain nombre de ces mesures orientées vers la décision. Ces indicateurs adoptent une approche holistique, abordant les principaux secteurs d'Afrique de l'Est de l'agriculture, de l'approvisionnement en eau, de la pêche, de la gestion des inondations, des infrastructures urbaines et de la santé urbaine. Une analyse multiforme des projections climatiques multimodèles fournit ensuite un référentiel d'informations axées sur l'utilisateur sur le changement climatique et ses incertitudes, pour toutes les métriques et saisons et deux horizons temporels futurs. Le caractère spatial et la grande incertitude intermodulaire des changements dans les mesures de température et de précipitations sont décrits, ainsi que ceux d'autres mesures pertinentes telles que l'évaporation et le rayonnement solaire. Les relations intermodales entre les métriques sont également explorées, avec deux groupes clairs se formant autour des métriques de pluie et de température. Cette dernière analyse détermine dans quelle mesure les pondérations du modèle pourraient ou ne pourraient pas être appliquées à plusieurs mesures climatiques. Les travaux ultérieurs doivent maintenant se concentrer sur la maximisation de l'utilité des projections du modèle et sur le développement de stratégies de communication adaptées basées sur les risques.<br/>أصبحت الحاجة إلى وضع استراتيجيات للتكيف مع تغير المناخ في أفريقيا ملحة. على سبيل المثال، تحتاج البنية التحتية ذات العمر الطويل الآن إلى تصميمها أو تكييفها لمراعاة المناخ المستقبلي الذي سيكون مختلفًا عن الماضي أو الحاضر. هناك ضرورة متزايدة لتغيير المعلومات المناخية المستخدمة في صنع القرار من المقاييس التقليدية القائمة على العلم إلى المقاييس القائمة على القرار. وهذا مهم بشكل خاص في شرق أفريقيا، حيث يجعل التكيف المحدود والقدرة الاجتماعية والاقتصادية هذه المنطقة عرضة بشدة لتغير المناخ. هنا، نستخدم عملية تشاور متعددة التخصصات لتحديد وتحليل عدد من هذه المقاييس الموجهة نحو اتخاذ القرار. تتخذ هذه المقاييس نهجًا شاملاً، حيث تتناول القطاعات الرئيسية في شرق إفريقيا وهي الزراعة وإمدادات المياه ومصايد الأسماك وإدارة الفيضانات والبنية التحتية الحضرية والصحة الحضرية. ثم يوفر تحليل متعدد الأوجه للتوقعات المناخية متعددة النماذج مستودعًا للمعلومات التي تركز على المستخدم بشأن تغير المناخ وشكوكه، لجميع المقاييس والمواسم واثنين من الآفاق الزمنية المستقبلية. يتم وصف الطابع المكاني وعدم اليقين الكبير بين النماذج للتغيرات في مقاييس درجة الحرارة وهطول الأمطار، بالإضافة إلى المقاييس الأخرى ذات الصلة مثل التبخر والإشعاع الشمسي. كما يتم استكشاف العلاقات بين النماذج بين المقاييس، مع تشكيل مجموعتين واضحتين حول مقاييس هطول الأمطار ودرجة الحرارة. يحدد هذا التحليل الأخير مدى إمكانية أو عدم إمكانية تطبيق أوزان النموذج عبر مقاييس مناخية متعددة. يجب أن يركز المزيد من العمل الآن على تعظيم فائدة إسقاطات النموذج، وتطوير استراتيجيات اتصال مخصصة قائمة على المخاطر.<br/>La necesidad de desarrollar estrategias de adaptación al cambio climático en África se está volviendo crítica. Por ejemplo, las infraestructuras con una larga vida útil ahora deben diseñarse o adaptarse para tener en cuenta un clima futuro que será diferente del pasado o del presente. Existe una necesidad creciente de que la información climática utilizada en la toma de decisiones cambie de las métricas tradicionales impulsadas por la ciencia a las métricas impulsadas por la decisión. Esto es particularmente relevante en África Oriental, donde la adaptación y la capacidad socioeconómica limitadas hacen que esta región sea muy vulnerable al cambio climático. Aquí, empleamos un proceso de consulta interdisciplinario para definir y analizar una serie de métricas orientadas a la toma de decisiones. Estas métricas adoptan un enfoque holístico, abordando los sectores clave de África Oriental de la agricultura, el suministro de agua, la pesca, la gestión de inundaciones, la infraestructura urbana y la salud urbana. Un análisis multifacético de las proyecciones climáticas multimodales proporciona un repositorio de información centrada en el usuario sobre el cambio climático y sus incertidumbres, para todas las métricas y estaciones y dos horizontes temporales futuros. Se describe el carácter espacial y la gran incertidumbre intermodal de los cambios en las métricas de temperatura y precipitación, así como las de otras métricas relevantes como la evaporación y la radiación solar. También se exploran las relaciones intermodales entre las métricas, con dos grupos claros que se forman alrededor de las métricas de lluvia y temperatura. Este último análisis determina la medida en que las ponderaciones del modelo podrían, o no, aplicarse a través de múltiples métricas climáticas. El trabajo adicional ahora debe centrarse en maximizar la utilidad de las proyecciones de modelos y desarrollar estrategias de comunicación basadas en el riesgo a medida.<br/>The need for the development of adaptation strategies for climate change in Africa is becoming critical. For example, infrastructure with a long lifespan now needs to be designed or adapted to account for a future climate that will be different from the past or present. There is a growing necessity for the climate information used in decision making to change from traditional science-driven metrics to decision-driven metrics. This is particularly relevant in East Africa, where limited adaptation and socio-economic capacity make this region acutely vulnerable to climate change. Here, we employ an interdisciplinary consultation process to define and analyse a number of such decision-oriented metrics. These metrics take a holistic approach, addressing the key East African sectors of agriculture, water supply, fisheries, flood management, urban infrastructure and urban health. A multifaceted analysis of multimodel climate projections then provides a repository of user-focused information on climate change and its uncertainties, for all metrics and seasons and two future time horizons. The spatial character and large intermodel uncertainty of changes in temperature and rainfall metrics are described, as well as those of other relevant metrics such as evaporation and solar radiation. Intermodel relationships amongst metrics are also explored, with two clear clusters forming around rainfall and temperature metrics. This latter analysis determines the extent to which model weights could, or could not, be applied across multiple climate metrics. Further work must now focus on maximising the utility of model projections, and developing tailored risk-based communication strategies.<br/>