Métodos de reducción de escala: aplicaciones al tiempo, clima, variabilidad climática y cambio climático

Abstract

Los Modelos de Circulación General Atmosféricos-Oceánicos Acoplados muestran buena habilidad para simular la evolución de las circulaciones de escala global. Sin embargo, esta bondad no es muy útil para el estudio de impactos locales debido a que la resolución espacial de esos modelos está por encima de la escala de los impactos locales que se desean analizar. Es importante tomar esto en cuenta al estudiar impactos del clima en las actividades del hombre, en la biodiversidad, en ambientes marino-costeros y en arrecifes en las regiones tropicales, por ejemplo. Existen dos aproximaciones para lidiar con esta diferencia de escala e información: los métodos de reducción de escala dinámica y estadística. En este trabajo, se discuten los elementos básicos del sistema climático y las posibles causas de los cambios atmosféricos observados en este sistema. Se discuten brevemente los principales conceptos físicos del sistema climático, el clima de una región, la variabilidad climática y las generalidades del problema del cambio climático global con énfasis en el aspecto regional del mismo. Se describen también los esquemas metodológicos del proceso de reducción de escala y se presenta una discusión sobre sus ventajas y limitaciones, así como algunas aplicaciones al tiempo atmosférico y clima regional.

Coupled Atmosphere-Ocean General Circulation Models demonstrate good skill in simulating large scale circulations. However this output is not very useful to study local impacts, as its spatial resolution is courser than the scale of local impacts. It is very important to consider this issue when studying, for instance, climate impacts on human activities, coastal-marine biodiversity and tropical coral reefs. In general terms, there have been two different approaches to deal with this scale and information difference: the dynamic and the statistic downscaling methods. In this work, the basic climate elements are presented and the possible physical causes of atmospheric changes are discussed. Also, a summary of the main physical concepts that define the climate system as well as the climate and climate variability of a region with respect to the mean atmospheric state and the general aspects of the problem of climate change with emphasis on regional scales, is presented. In addition, this study describes the methodological schemes of the downscaling process and presents a discussion of downscaling advantages and disadvantages, while providing applications for regional weather and climate as well as for socio-economic benefits in coastal, agricultural and tourism activities, among others.