Application of Quantile Mapping Bias Correction for Mid-Future Precipitation Projections over Vietnam

• DOI: 10.2151/sola.2019-001
• Publication Date: 2018-12-13T17:44:18Z
• Authors: Long Trinh-Tuan; Jun Matsumoto; Fredolin T. Tangang; Liew Juneng; Faye Cruz; Gemma Narisma; Jerasorn Santisir...; Tan Phan-Van; Dodo Gunawan; Edvin Aldrian; Thanh Ngo-Duc
• Keywords: Atmospheric Science; Representative Concentration Pathways; Climate Change and Variability Research; 0207 environmental engineering; Precipitation; 02 engineering and technology; Coupled model intercomparison project; Oceanography; Climate model; Environmental science; FOS: Economics and business; Meteorology; Convective Parameterization; General Circulation Model; FOS: Mathematics; Climate change; Downscaling; Spatial distribution; Econometrics; Quantile; Climatology; Global and Planetary Change; Geography; Statistics; Geology; FOS: Earth and related environmental sciences; Numerical Weather Prediction Models; Earth and Planetary Sciences; Environmental Science; Physical Sciences; Global Drought Monitoring and Assessment; GCM transcription factors; Mathematics; Climate Modeling

La técnica de corrección de sesgo (BC) del mapeo cuantitativo (QM) se aplicó por primera vez para abordar los sesgos en la precipitación simulada sobre Vietnam a partir del Modelo Climático Regional (RegCM) impulsado por cinco productos del Modelo Climático Global (GCM) del Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados Fase 5 (CMIP5). El proceso de GC se implementó para el período 1986-2005 y posteriormente se aplicó al período de medio futuro 2046-2065 bajo la Ruta de Concentración Representativa (RCP) 4.5 y RCP 8.5. La comparación con los resultados del modelo original durante el período de validación independiente muestra una gran reducción del sesgo del 45% al 3% sobre Vietnam y mejoras significativas en la representación de los índices de precipitación (IP) después de aplicar la técnica de GC. Además, la media del conjunto de los productos de BC generalmente se desempeñó mejor que un miembro individual de BC en la captura de la distribución espacial de los IP. Se prevé una condición más seca con una pausa de lluvia más larga y eventos de lluvia consecutivos más cortos en el norte y centro de Vietnam durante sus respectivas estaciones húmedas en el futuro medio. Además, este estudio mostró que el método de GC modificó mínimamente los cambios futuros en los IP en la mayor parte de Vietnam; por lo tanto, estas proyecciones corregidas podrían usarse en estudios de impacto climático y adaptación.<br/>La technique de correction de biais (BC) de la cartographie quantitative (QM) a été appliquée pour la première fois pour traiter les biais dans les précipitations simulées sur le Vietnam à partir du modèle climatique régional (RegCM) piloté par cinq produits du modèle climatique mondial (GCM) de la phase 5 (CMIP5) du projet d'intercomparaison de modèles couplés (CMIP5). Le processus de gestion de la qualité a été mis en œuvre pour la période 1986-2005, puis appliqué à la période à moyen terme 2046-2065 dans le cadre des voies de concentration représentative (RCP) 4.5 et RCP 8.5. La comparaison avec les résultats du modèle original au cours de la période de validation indépendante montre une réduction importante des biais de 45 % à 3 % au Vietnam et des améliorations significatives dans la représentation des indices de précipitations (IP) après l'application de la technique QM. De plus, la moyenne d'ensemble des produits de la C.-B. a généralement mieux réussi qu'un membre individuel de la C.-B. à capturer la distribution spatiale des IP. Un état plus sec avec une pause pluviométrique plus longue et des événements pluviométriques consécutifs plus courts sont attendus sur le nord et le centre du Vietnam pendant leurs saisons humides respectives au milieu du futur. En outre, cette étude a montré que la méthode QM modifiait peu les changements futurs des IP sur la majeure partie du Vietnam ; ainsi, ces projections corrigées pourraient être utilisées dans les études d'impacts climatiques et d'adaptation.<br/>The Quantile Mapping (QM) bias correction (BC) technique was applied for the first time to address biases in the simulated precipitation over Vietnam from the Regional Climate Model (RegCM) driven by five Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) Global Climate Model (GCM) products. The QM process was implemented for the period 1986-2005, and subsequently applied to the mid-future period 2046-2065 under both Representative Concentration Pathway (RCP) 4.5 and RCP 8.5. Comparison with the original model outputs during the independent validation period shows a large bias reduction from 45% to 3% over Vietnam and significant improvements in representing precipitation indices (PI) after applying the QM technique. Moreover, the ensemble average of the BC products generally performed better than an individual BC member in capturing the spatial distribution of the PIs. A drier condition with a longer rainfall break, and shorter consecutive rainfall events are anticipated over Northern and Central Vietnam during their respective wet seasons in the mid-future. Furthermore, this study showed that the QM method minimally modified the future changes in PIs over most of Vietnam; thus, these corrected projections could be used in climate impacts and adaptation studies.<br/>تم تطبيق تقنية تصحيح التحيز لرسم الخرائط الكمية لأول مرة لمعالجة التحيزات في محاكاة هطول الأمطار على فيتنام من نموذج المناخ الإقليمي (RegCM) مدفوعًا بخمسة منتجات من المرحلة الخامسة من مشروع المقارنة بين النماذج (CMIP5) لنموذج المناخ العالمي (GCM). تم تنفيذ عملية إدارة الجودة للفترة 1986-2005، وتم تطبيقها لاحقًا على فترة منتصف المستقبل 2046-2065 بموجب كل من مسار التركيز التمثيلي (RCP) 4.5 و RCP 8.5. تُظهر المقارنة مع مخرجات النموذج الأصلي خلال فترة التحقق المستقلة انخفاضًا كبيرًا في التحيز من 45 ٪ إلى 3 ٪ مقارنة بفيتنام وتحسينات كبيرة في تمثيل مؤشرات هطول الأمطار (PI) بعد تطبيق تقنية إدارة الجودة. علاوة على ذلك، كان متوسط مجموعة منتجات BC بشكل عام أفضل من عضو BC الفردي في التقاط التوزيع المكاني للمؤشرات الرئيسية. من المتوقع أن تكون الحالة أكثر جفافًا مع هطول أمطار أطول، وأحداث هطول أمطار أقصر متتالية على شمال ووسط فيتنام خلال مواسم الأمطار الخاصة بكل منهما في منتصف المستقبل. علاوة على ذلك، أظهرت هذه الدراسة أن طريقة إدارة الجودة عدلت إلى الحد الأدنى التغيرات المستقبلية في المؤشرات الرئيسية في معظم أنحاء فيتنام ؛ وبالتالي، يمكن استخدام هذه التوقعات المصححة في تأثيرات المناخ ودراسات التكيف.<br/>