Published June 17, 2023
| Version v1
Publication
Open
Selection and downscaling of CMIP6 climate models in Northern Nigeria
Creators
- 1. Hohai University
- 2. Bayero University Kano
- 3. Southwest University
Description
General circulation models (GCMs) are limited in their representation of regional climates. Thus, the selection and downscaling of the most suitable models for regional/local studies are crucial prior to climate change impact studies. This study addressed the selection and downscaling of GCM models from 100 ensembles each from the Shared Socioeconomic Pathways (SSP4.5 and SSP8.5) emission scenarios from the CMIP6 archive using an advanced envelop-based selection approach for Northern Nigeria. We used 2021–2050 as the short-term and 2051–2080 as the long-term study periods. The selection approach revealed that CanESM5 models are more skilful in simulating the warm and wet season, while HadGEM3-GC31-LL in the warm and dry season, whereas MPI-ESM1-2-HR and MPI-ESM1-2-LR are skilful in the cold and dry season. Furthermore, we downscaled the three most skilled models from each season and calculated their spatial averages over Northern Nigeria to provide a more precise illustration of the temperature and precipitation patterns. Under the SSP4.5 emission scenario, the ensemble mean of the downscaled and the (raw) GCMs projected about 13% (8–17%) and 20% (11–35%) increase in average annual precipitation during the short-term and long-term periods, respectively. Similarly, for SSP8.5, the models projected about 23% (5–38%) and 41% (29–60%) increase in the average annual precipitation during short-term and long-term periods respectively. For the temperature, under SSP4.5, the GCMs projected a 1.1 °C (0.26–1.6 °C) and 2.5 °C (0.87–4.04 °C) increase in average annual temperature for short-term and long-term periods respectively. Similarly, an increase of 1.2 °C (0.01–1.78 °C) and 2.7 °C (0.01–4.3 °C) is projected for SSP8.5 during the short-term and long-term periods respectively. These findings can be used for climate impact studies in the region.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
نماذج الدوران العامة (GCMs) محدودة في تمثيلها للمناخات الإقليمية. وبالتالي، فإن اختيار وتقليص نطاق النماذج الأكثر ملاءمة للدراسات الإقليمية/المحلية أمر بالغ الأهمية قبل دراسات تأثير تغير المناخ. تناولت هذه الدراسة اختيار وتصغير نماذج GCM من 100 مجموعة لكل منها من سيناريوهات الانبعاثات الاجتماعية والاقتصادية المشتركة (SSP4.5 و SSP8.5) من أرشيف CMIP6 باستخدام نهج اختيار متقدم قائم على المغلف لشمال نيجيريا. استخدمنا 2021-2050 كفترات دراسة قصيرة الأجل و 2051-2080 كفترات دراسة طويلة الأجل. كشف نهج الاختيار أن نماذج CanESM5 أكثر مهارة في محاكاة الموسم الدافئ والرطب، في حين أن HadGEM3 - GC31 - LL في الموسم الدافئ والجاف، في حين أن MPI - ESM1 -2 - HR و MPI - ESM1 -2 - LR ماهرة في موسم البرد والجفاف. علاوة على ذلك، قمنا بتقليص النماذج الثلاثة الأكثر مهارة من كل موسم وحساب متوسطاتها المكانية فوق شمال نيجيريا لتقديم توضيح أكثر دقة لأنماط درجة الحرارة وهطول الأمطار. في إطار سيناريو الانبعاثات SSP4.5، توقع المتوسط الكلي لوحدات التحكم الأرضية المصغرة و (الخام) حوالي 13 ٪ (8-17 ٪) و 20 ٪ (11-35 ٪) زيادة في متوسط هطول الأمطار السنوي خلال الفترتين القصيرة والطويلة الأجل، على التوالي. وبالمثل، بالنسبة لـ SSP8.5، توقعت النماذج زيادة بنسبة 23 ٪ (5-38 ٪) و 41 ٪ (29-60 ٪) في متوسط هطول الأمطار السنوي خلال الفترات القصيرة والطويلة الأجل على التوالي. بالنسبة لدرجة الحرارة، بموجب SSP4.5، توقعت GCMs زيادة 1.1 درجة مئوية (0.26-1.6 درجة مئوية) و 2.5 درجة مئوية (0.87–4.04 درجة مئوية) في متوسط درجة الحرارة السنوية لفترات قصيرة وطويلة الأجل على التوالي. وبالمثل، من المتوقع حدوث زيادة قدرها 1.2 درجة مئوية (0.01-1.78 درجة مئوية) و 2.7 درجة مئوية (0.01-4.3 درجة مئوية) في SSP8.5 خلال الفترتين القصيرة والطويلة الأجل على التوالي. يمكن استخدام هذه النتائج لدراسات تأثير المناخ في المنطقة.Translated Description (French)
Les modèles de circulation générale (MCG) sont limités dans leur représentation des climats régionaux. Ainsi, la sélection et la réduction d'échelle des modèles les plus appropriés pour les études régionales/locales sont cruciales avant les études d'impact sur le changement climatique. Cette étude a abordé la sélection et la réduction d'échelle des modèles GCM de 100 ensembles issus chacun des scénarios d'émissions des voies socio-économiques partagées (SSP4.5 et SSP8.5) des archives du CMIP6 en utilisant une approche de sélection basée sur l'enveloppe avancée pour le nord du Nigeria. Nous avons utilisé 2021–2050 comme périodes d'étude à court terme et 2051–2080 comme périodes d'étude à long terme. L'approche de sélection a révélé que les modèles CanESM5 sont plus habiles à simuler la saison chaude et humide, tandis que HadGEM3-GC31-LL en saison chaude et sèche, tandis que MPI-ESM1-2-HR et MPI-ESM1-2-LR sont habiles en saison froide et sèche. En outre, nous avons réduit l'échelle des trois modèles les plus qualifiés de chaque saison et calculé leurs moyennes spatiales sur le nord du Nigeria pour fournir une illustration plus précise des modèles de température et de précipitations. Dans le scénario d'émission SSP4.5, la moyenne d'ensemble des MCG réduits et (bruts) projetait une augmentation d'environ 13 % (8-17 %) et 20 % (11-35 %) des précipitations annuelles moyennes au cours des périodes à court terme et à long terme, respectivement. De même, pour SSP8.5, les modèles ont projeté une augmentation d'environ 23% (5-38%) et 41% (29–60%) des précipitations annuelles moyennes pendant les périodes à court terme et à long terme respectivement. Pour la température, sous SSP4.5, les GCM ont projeté une augmentation de 1,1 °C (0,26-1,6 °C) et de 2,5 °C (0,87-4,04 °C) de la température annuelle moyenne pour les périodes à court terme et à long terme respectivement. De même, une augmentation de 1,2 °C (0,01-1,78 °C) et 2,7 °C (0,01-4,3 °C) est projetée pour SSP8.5 pendant les périodes à court terme et à long terme respectivement. Ces résultats peuvent être utilisés pour des études d'impact climatique dans la région.Translated Description (Spanish)
Los modelos de circulación general (GCM) están limitados en su representación de los climas regionales. Por lo tanto, la selección y la reducción de escala de los modelos más adecuados para los estudios regionales/locales son cruciales antes de los estudios de impacto del cambio climático. Este estudio abordó la selección y reducción de escala de los modelos de GCM de 100 conjuntos, cada uno de los escenarios de emisión de las Vías Socioeconómicas Compartidas (SSP4.5 y SSP8.5) del archivo CMIP6 utilizando un enfoque de selección avanzado basado en envolventes para el norte de Nigeria. Utilizamos 2021–2050 como los periodos de estudio a corto plazo y 2051–2080 como los periodos de estudio a largo plazo. El enfoque de selección reveló que los modelos CanESM5 son más hábiles en la simulación de la estación cálida y húmeda, mientras que HadGEM3-GC31-LL en la estación cálida y seca, mientras que MPI-ESM1-2-HR y MPI-ESM1-2-LR son hábiles en la estación fría y seca. Además, redujimos la escala de los tres modelos más hábiles de cada temporada y calculamos sus promedios espaciales en el norte de Nigeria para proporcionar una ilustración más precisa de los patrones de temperatura y precipitación. Bajo el escenario de emisión SSP4.5, la media conjunta de los GCM a escala reducida y los GCM (en bruto) proyectó un aumento de aproximadamente el 13% (8–17%) y el 20% (11-35%) en la precipitación media anual durante los períodos a corto y largo plazo, respectivamente. De manera similar, para SSP8.5, los modelos proyectaron un aumento de alrededor del 23% (5–38%) y del 41% (29-60%) en la precipitación media anual durante períodos a corto y largo plazo, respectivamente. Para la temperatura, bajo SSP4.5, los GCM proyectaron un aumento de 1.1 ° C (0.26-1.6 ° C) y 2.5 ° C (0.87–4.04 ° C) en la temperatura media anual para períodos a corto y largo plazo, respectivamente. De manera similar, se proyecta un aumento de 1.2 ° C (0.01-1.78 ° C) y 2.7 ° C (0.01-4.3 ° C) para SSP8.5 durante los períodos a corto y largo plazo, respectivamente. Estos hallazgos se pueden utilizar para estudios de impacto climático en la región.Files
latest.pdf.pdf
Files
(1.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:99e31c11abb20ac7163a91f346cefba3
|
1.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- اختيار وتقليص نماذج المناخ CMIP6 في شمال نيجيريا
- Translated title (French)
- Sélection et réduction d'échelle des modèles climatiques CMIP6 dans le nord du Nigeria
- Translated title (Spanish)
- Selección y reducción de escala de los modelos climáticos CMIP6 en el norte de Nigeria
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4381053788
- DOI
- 10.1007/s00704-023-04534-w
References
- https://openalex.org/W1487765169
- https://openalex.org/W1680347109
- https://openalex.org/W1857365344
- https://openalex.org/W1965731662
- https://openalex.org/W1969312858
- https://openalex.org/W1975939813
- https://openalex.org/W1984874631
- https://openalex.org/W1985479415
- https://openalex.org/W1988607146
- https://openalex.org/W1989038236
- https://openalex.org/W1989668498
- https://openalex.org/W1991779412
- https://openalex.org/W1993628891
- https://openalex.org/W2014685742
- https://openalex.org/W2019097137
- https://openalex.org/W2024966118
- https://openalex.org/W2036631929
- https://openalex.org/W2062217294
- https://openalex.org/W2064908124
- https://openalex.org/W2069079992
- https://openalex.org/W2073684473
- https://openalex.org/W2083070320
- https://openalex.org/W2093141926
- https://openalex.org/W2122974524
- https://openalex.org/W2166535858
- https://openalex.org/W2171254377
- https://openalex.org/W2171964967
- https://openalex.org/W2172191993
- https://openalex.org/W2172394678
- https://openalex.org/W2173251738
- https://openalex.org/W2193503481
- https://openalex.org/W2241381815
- https://openalex.org/W2283485971
- https://openalex.org/W2337225114
- https://openalex.org/W2377071656
- https://openalex.org/W2422258373
- https://openalex.org/W2482649446
- https://openalex.org/W2515603099
- https://openalex.org/W2804694134
- https://openalex.org/W2883636980
- https://openalex.org/W2885076389
- https://openalex.org/W2899940096
- https://openalex.org/W2902078920
- https://openalex.org/W2911928415
- https://openalex.org/W2955871754
- https://openalex.org/W2977505457
- https://openalex.org/W2994716424
- https://openalex.org/W3005813145
- https://openalex.org/W3025833364
- https://openalex.org/W3025949386
- https://openalex.org/W3035953616
- https://openalex.org/W3036082713
- https://openalex.org/W3036749628
- https://openalex.org/W3039440702
- https://openalex.org/W3049843413
- https://openalex.org/W3087743853
- https://openalex.org/W3094831607
- https://openalex.org/W3124230025
- https://openalex.org/W3134265192
- https://openalex.org/W3140931944
- https://openalex.org/W3165840038
- https://openalex.org/W3177369515
- https://openalex.org/W3184292043
- https://openalex.org/W3198131811
- https://openalex.org/W3198322190
- https://openalex.org/W3203258000
- https://openalex.org/W4200002716
- https://openalex.org/W4220659394
- https://openalex.org/W4281999397
- https://openalex.org/W4283452408
- https://openalex.org/W4285677589
- https://openalex.org/W4306838952
- https://openalex.org/W4311191230
- https://openalex.org/W4361272852