Published December 12, 2023 | Version v1
Publication Open

Downscaling precipitation and temperature in the Andes: applied methods and performance—a systematic review protocol

Creators

  • 1. University of Cuenca
  • 2. University of Azuay
  • 3. TU Wien
  • 4. KU Leuven

Description

Abstract Background Global warming and climate change are threats to the world. Warmer temperatures and changes in precipitation patterns alter water availability and increase the occurrence of extreme weather events. South America and the Andes are vulnerable regions to climate change due to inequity and the uneven distribution of resources. Climate change evaluation often relies on the use of general circulation models (GCMs). However, the spatial resolution is too coarse and does not provide a realistic climate representation at a local level. This is of particular importance in mountain areas such as the Andes range, where the heterogeneous topography requires a finer spatial resolution to represent the local physical processes. To this end, statistical and/or dynamical downscaling methods are required. Several approaches and applications of downscaling procedures have been carried out in the countries of this region, with different purposes and performances. However, the main objective is to improve the representation of meteorological variables such as precipitation and temperature. A systematic review of these downscaling applications will identify the performance of the methods applied in the Andes region for the downscaling of precipitation and temperature. In addition, the meta-analysis could detect factors influencing the performance. The overall goal is to highlight promising methods in terms of fitness for use and identify knowledge gaps in the region. Methods The review will search and examine published and grey literature on downscaling applications of temperature and precipitation in the Andes region. Predetermined criteria for eligibility will allow the screening of the evidence. Then, the method used in each application will be coded and mapped according to the country, purpose, variable, and type of downscaling. At the same time, quantitative and qualitative data will be extracted. The performance metrics are particularly interesting for this review. A meta-analysis will be conducted for those studies with comparable metrics. A narrative synthesis, maps and heatmaps will show the results. Tables, funnel plots, and meta-regressions will present the meta-analysis. Throughout the review, a critical appraisal step will categorize the validity of the evidence.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

نبذة مختصرة يشكل الاحترار العالمي وتغير المناخ تهديدين للعالم. تؤدي درجات الحرارة الأكثر دفئًا والتغيرات في أنماط هطول الأمطار إلى تغيير توافر المياه وزيادة حدوث الظواهر الجوية القاسية. تعد أمريكا الجنوبية وجبال الأنديز من المناطق المعرضة لتغير المناخ بسبب عدم المساواة والتوزيع غير المتكافئ للموارد. غالبًا ما يعتمد تقييم تغير المناخ على استخدام نماذج الدوران العامة (GCMs). ومع ذلك، فإن الدقة المكانية خشنة للغاية ولا توفر تمثيلًا واقعيًا للمناخ على المستوى المحلي. هذا له أهمية خاصة في المناطق الجبلية مثل سلسلة جبال الأنديز، حيث تتطلب التضاريس غير المتجانسة دقة مكانية أدق لتمثيل العمليات الفيزيائية المحلية. ولتحقيق هذه الغاية، هناك حاجة إلى طرق إحصائية و/أو ديناميكية لتقليص الحجم. تم تنفيذ العديد من مناهج وتطبيقات إجراءات تقليص النطاق في بلدان هذه المنطقة، بأغراض وأداءات مختلفة. ومع ذلك، فإن الهدف الرئيسي هو تحسين تمثيل متغيرات الأرصاد الجوية مثل هطول الأمطار ودرجة الحرارة. ستحدد المراجعة المنهجية لتطبيقات تصغير النطاق هذه أداء الطرق المطبقة في منطقة الأنديز لتصغير نطاق هطول الأمطار ودرجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للتحليل التلوي الكشف عن العوامل التي تؤثر على الأداء. الهدف العام هو تسليط الضوء على الأساليب الواعدة من حيث الملاءمة للاستخدام وتحديد الفجوات المعرفية في المنطقة. الأساليب ستبحث المراجعة وتدرس الأدبيات المنشورة والرمادية حول تطبيقات خفض درجة الحرارة وهطول الأمطار في منطقة الأنديز. ستسمح المعايير المحددة مسبقًا للأهلية بفحص الأدلة. بعد ذلك، سيتم ترميز الطريقة المستخدمة في كل تطبيق وتعيينها وفقًا للبلد والغرض والمتغير ونوع التصغير. وفي الوقت نفسه، سيتم استخراج البيانات الكمية والنوعية. تعد مقاييس الأداء مثيرة للاهتمام بشكل خاص لهذه المراجعة. سيتم إجراء تحليل تلوي لتلك الدراسات بمقاييس قابلة للمقارنة. سيعرض التوليف السردي والخرائط والخرائط الحرارية النتائج. ستقدم الجداول ومخططات القمع والانتكاسات التلوية التحليل التلوي. طوال فترة المراجعة، ستصنف خطوة التقييم الحاسمة صحة الأدلة.

Translated Description (French)

Résumé Contexte Le réchauffement climatique et le changement climatique sont des menaces pour le monde. Les températures plus chaudes et les changements dans les régimes de précipitations modifient la disponibilité de l'eau et augmentent la fréquence des événements météorologiques extrêmes. L'Amérique du Sud et les Andes sont des régions vulnérables au changement climatique en raison de l'inégalité et de la répartition inégale des ressources. L'évaluation du changement climatique repose souvent sur l'utilisation de modèles de circulation générale (MCG). Cependant, la résolution spatiale est trop grossière et ne fournit pas une représentation climatique réaliste au niveau local. Ceci est particulièrement important dans les zones montagneuses telles que la cordillère des Andes, où la topographie hétérogène nécessite une résolution spatiale plus fine pour représenter les processus physiques locaux. À cette fin, des méthodes de réduction d'échelle statistiques et/ou dynamiques sont nécessaires. Plusieurs approches et applications de procédures de réduction d'échelle ont été menées dans les pays de cette région, avec des objectifs et des performances différents. Cependant, l'objectif principal est d'améliorer la représentation des variables météorologiques telles que les précipitations et la température. Un examen systématique de ces applications de réduction d'échelle permettra d'identifier les performances des méthodes appliquées dans la région des Andes pour la réduction d'échelle des précipitations et de la température. De plus, la méta-analyse pourrait détecter des facteurs influençant la performance. L'objectif global est de mettre en évidence les méthodes prometteuses en termes d'aptitude à l'emploi et d'identifier les lacunes en matière de connaissances dans la région. Méthodes La revue recherchera et examinera la littérature publiée et grise sur les applications de réduction de la température et des précipitations dans la région des Andes. Des critères d'éligibilité prédéterminés permettront la sélection des preuves. Ensuite, la méthode utilisée dans chaque application sera codée et cartographiée en fonction du pays, de l'objectif, de la variable et du type de réduction d'échelle. Dans le même temps, des données quantitatives et qualitatives seront extraites. Les indicateurs de performance sont particulièrement intéressants pour cette revue. Une méta-analyse sera menée pour les études avec des paramètres comparables. Une synthèse narrative, des cartes et des heatmaps montreront les résultats. Des tableaux, des diagrammes en entonnoir et des méta-régressions présenteront la méta-analyse. Tout au long de l'examen, une étape d'évaluation critique catégorisera la validité des preuves.

Translated Description (Spanish)

Antecedentes El calentamiento global y el cambio climático son amenazas para el mundo. Las temperaturas más cálidas y los cambios en los patrones de precipitación alteran la disponibilidad de agua y aumentan la ocurrencia de eventos climáticos extremos. América del Sur y los Andes son regiones vulnerables al cambio climático debido a la inequidad y la distribución desigual de los recursos. La evaluación del cambio climático a menudo se basa en el uso de modelos de circulación general (GCM). Sin embargo, la resolución espacial es demasiado gruesa y no proporciona una representación climática realista a nivel local. Esto es de particular importancia en áreas montañosas como la cordillera de los Andes, donde la topografía heterogénea requiere una resolución espacial más fina para representar los procesos físicos locales. Para ello se requieren métodos de downscaling estadístico y/o dinámico. Se han llevado a cabo varios enfoques y aplicaciones de procedimientos de downscaling en los países de esta región, con diferentes propósitos y actuaciones. Sin embargo, el objetivo principal es mejorar la representación de variables meteorológicas como la precipitación y la temperatura. Una revisión sistemática de estas aplicaciones de reducción de escala identificará el rendimiento de los métodos aplicados en la región de los Andes para la reducción de la precipitación y la temperatura. Además, el metanálisis podría detectar factores que influyen en el rendimiento. El objetivo general es destacar los métodos prometedores en términos de aptitud para el uso e identificar las lagunas de conocimiento en la región. Métodos La revisión buscará y examinará literatura publicada y gris sobre aplicaciones de reducción de escala de temperatura y precipitación en la región de los Andes. Los criterios predeterminados de elegibilidad permitirán la selección de la evidencia. Luego, el método utilizado en cada aplicación se codificará y asignará de acuerdo con el país, el propósito, la variable y el tipo de reducción de escala. Al mismo tiempo, se extraerán datos cuantitativos y cualitativos. Las métricas de rendimiento son particularmente interesantes para esta revisión. Se realizará un metanálisis para aquellos estudios con métricas comparables. Una síntesis narrativa, mapas y mapas de calor mostrarán los resultados. Las tablas, los gráficos de embudo y las metarregresiones presentarán el metanálisis. A lo largo de la revisión, un paso de evaluación crítica categorizará la validez de la evidencia.

Files

s13750-023-00323-0.pdf

Files (2.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:8268a918532aa760d9b865e021031bfb
2.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقليل هطول الأمطار ودرجة الحرارة في جبال الأنديز: الأساليب المطبقة والأداء - بروتوكول مراجعة منهجي
Translated title (French)
Réduire les précipitations et la température dans les Andes : méthodes appliquées et performance - un protocole de revue systématique
Translated title (Spanish)
Reducción de la precipitación y la temperatura en los Andes: métodos aplicados y rendimiento: un protocolo de revisión sistemática

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4389621204
DOI
10.1186/s13750-023-00323-0

Is supplement to
https://openalex.org/W4249786922 (Other)
https://openalex.org/W4211134297 (Other)
https://openalex.org/W3082384766 (Other)
https://openalex.org/W2977614893 (Other)
https://openalex.org/W2561702508 (Other)
https://openalex.org/W2508500253 (Other)
https://openalex.org/W2354666346 (Other)
https://openalex.org/W2057346367 (Other)
https://openalex.org/W2015475130 (Other)
https://openalex.org/W2007102029 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ecuador

References

  • https://openalex.org/W186191888
  • https://openalex.org/W1950382026
  • https://openalex.org/W1990843982
  • https://openalex.org/W1998705133
  • https://openalex.org/W2008523681
  • https://openalex.org/W2047341983
  • https://openalex.org/W2052461743
  • https://openalex.org/W2060396820
  • https://openalex.org/W2131229013
  • https://openalex.org/W2132557883
  • https://openalex.org/W2139168999
  • https://openalex.org/W2172191993
  • https://openalex.org/W2172951971
  • https://openalex.org/W2296957846
  • https://openalex.org/W2560900959
  • https://openalex.org/W2758098718
  • https://openalex.org/W2788445279
  • https://openalex.org/W2795357522
  • https://openalex.org/W2886247955
  • https://openalex.org/W2898962279
  • https://openalex.org/W3124278845
  • https://openalex.org/W3173611258
  • https://openalex.org/W3174665500
  • https://openalex.org/W4200240508
  • https://openalex.org/W4205325549
  • https://openalex.org/W4212891492
  • https://openalex.org/W4220824703
  • https://openalex.org/W4254487282
  • https://openalex.org/W4295709329
  • https://openalex.org/W4366827835
  • https://openalex.org/W4382358534
  • https://openalex.org/W4382358998