Hydroclimate projections for Panama in the late 21st Century

• DOI: 10.3178/hrl.7.23
• Publication Date: 2013-05-23T18:56:59Z
• Authors: Jos^|^eacute; F^|...; Tosiyuki Nakaegawa; Reinhardt Pinz^|^...; Keisuke Nakayama; Osamu Arakawa; SOUSEI Theme-C M...
• Keywords: Cartography; hydroclimate projection; Atmospheric Science; Water resources; Drainage basin; Panama; Climate Change and Variability Research; total runoff; Precipitation; precipitation; Oceanography; Climate model; Environmental science; MRIAGCM3.1; evaporation; Meteorology; Climate change; Biology; Climatology; Global and Planetary Change; Tropical Cyclone Intensity and Climate Change; Geography; Ecology; Geology; FOS: Earth and related environmental sciences; Numerical Weather Prediction Models; 15. Life on land; Surface runoff; 6. Clean water; Earth and Planetary Sciences; 13. Climate action; FOS: Biological sciences; Environmental Science; Physical Sciences; Hydropower; Climate Modeling

يحلل هذا العمل توقعات المناخ المائي في بنما في نهاية القرن الحادي والعشرين من خلال استخدام نموذج MRI-AGCM3.1. يعد فهم تأثير تغير المناخ على الموارد المائية أمرًا أساسيًا لعدد من الأنشطة الاقتصادية في بنما (مثل تشغيل قناة بنما وتوليد الطاقة الكهرومائية والزراعة). لذلك، من المهم تقييم التأثيرات المناخية المائية في أحواض محددة باستخدام نماذج الدوران العالمي للغلاف الجوي الموثوقة (AGCMs) التي تم التحقق من صحتها مقابل البيانات الميدانية الفعلية. تم تطوير تجربة شبكية بطول 20 كم باستخدام تحليل الشرائح الزمنية للفترات الحالية (1979–2002) والمستقبلية (2075-2099). تمت معالجة عدم اليقين في التوقعات المناخية من خلال إكمال تجارب مجموعة AGCM الشبكية التي يبلغ طولها 60 كم في ثلاثة ظروف حدودية دنيا إضافية. تم اختيار أربع مناطق في بنما لإجراء تحليل مفصل: من الشرق إلى الغرب، بوكاس ديل تورو، فيراغواس، قناة بنما ودارين. تظهر التوقعات زيادات كبيرة في هطول الأمطار من مايو ويوليو إلى ديسمبر لجميع المناطق باستثناء بوكاس ديل تورو. في هذه المنطقة، من المتوقع انخفاض هطول الأمطار بين أبريل وأغسطس. تبع إجمالي الجريان السطحي لجميع المناطق التغيرات في هطول الأمطار كما هو متوقع. بسبب الزيادات الصافية في الإشعاع، لا يبدو أن التبخر المتوقع يتأثر بتغيرات هطول الأمطار.<br/>Este trabajo analiza las proyecciones hidroclimáticas en Panamá hacia finales del siglo XXI empleando el modelo MRI-AGCM3.1. Comprender el impacto del cambio climático en los recursos hídricos es fundamental para una serie de actividades económicas en Panamá (es decir, la operación del Canal de Panamá, la generación de energía hidroeléctrica y la agricultura). Por lo tanto, es importante evaluar los impactos hidroclimáticos en cuencas específicas utilizando modelos de circulación global atmosférica (AGCM) confiables validados con datos de campo reales. Se desarrolló un experimento de malla de 20 km mediante el uso de análisis de corte de tiempo para los períodos actuales (1979–2002) y futuros (2075–2099). La incertidumbre en las proyecciones climáticas se abordó completando experimentos de conjunto AGCM de malla de 60 km en tres condiciones de límite inferior adicionales. Se seleccionaron cuatro regiones de Panamá para su análisis detallado: de este a oeste, Bocas del Toro, Veraguas, Canal de Panamá y Darién. Las proyecciones muestran aumentos significativos de precipitación de mayo y julio a diciembre para todas las regiones excepto Bocas del Toro. En esta región se espera una disminución de las precipitaciones entre abril y agosto. La escorrentía total para todas las regiones siguió los cambios en la precipitación como se esperaba. Debido a los aumentos netos de radiación, la evaporación proyectada no pareció verse afectada por los cambios de precipitación.<br/>Ce travail analyse les projections hydroclimatiques au Panama vers la fin du 21ème siècle en utilisant le modèle MRI-AGCM3.1. Comprendre l'impact du changement climatique sur les ressources en eau est fondamental pour un certain nombre d'activités économiques au Panama (c'est-à-dire l'exploitation du canal de Panama, la production d'hydroélectricité et l'agriculture). Par conséquent, il est important d'évaluer les impacts hydroclimatiques dans des bassins spécifiques à l'aide de modèles fiables de circulation globale atmosphérique (AGCM) validés par rapport aux données réelles sur le terrain. Une expérience de maillage de 20 km a été développée en utilisant une analyse par tranches de temps pour les périodes actuelles (1979–2002) et futures (2075-2099). L'incertitude dans les projections climatiques a été résolue en complétant des expériences d'ensemble AGCM à mailles de 60 km à trois conditions limites inférieures supplémentaires. Quatre régions du Panama ont été sélectionnées pour une analyse détaillée : d'est en ouest, Bocas del Toro, Veraguas, le canal de Panama et Darien. Les projections montrent une augmentation significative des précipitations de mai et juillet à décembre pour toutes les régions sauf Bocas del Toro. Dans cette région, une diminution des précipitations est attendue entre avril et août. Le ruissellement total pour toutes les régions a suivi les changements dans les précipitations comme prévu. En raison de l'augmentation nette du rayonnement, l'évaporation projetée ne semble pas être affectée par les changements de précipitations.<br/>This work analyzes hydroclimate projections in Panama toward the end of the 21st century by employing the MRI-AGCM3.1 model. Understanding the impact of climate change on water resources is fundamental for a number of economic activities in Panama (i.e. Panama Canal operation, hydropower generation, and agriculture). Therefore, it is important to assess hydroclimatic impacts in specific basins using reliable Atmospheric Global Circulation Models (AGCMs) validated against actual field data. A 20-km mesh experiment was developed by using time-sliced analysis for current (1979–2002) and future (2075–2099) periods. Uncertainty in climate projections were addressed by completing 60-km mesh AGCM ensemble experiments at three additional lower boundary conditions. Four regions in Panama were selected for detailed analysis: from east to west, Bocas del Toro, Veraguas, Panama Canal and Darien. Projections show significant precipitation increases from May and July to December for all regions except Bocas del Toro. In this region, a decrease in precipitation is expected between April and August. Total runoff for all regions followed the changes in precipitation as expected. Due to net radiation increases, projected evaporation did not appear to be affected by precipitation changes.<br/>