Distributionsbaserad skalering (DBS)

Distributionsbaserad skalering (DBS) är ett verktyg för bias-korrigering av klimatmodellernas utdata så dessa lämpas att användas som indata till en hydrologisk modell.

För att använda de regionala klimatmodellernas (RCMs) utdata till att studera exempelvis hydrologiska effekter, krävs ytterligare bearbetning av t ex temperatur och nederbörd. Klimatmodellerna kan i dagsläget inte beskriva det nutida klimatet tillräckligt väl för att ge en trovärdig hydrologisk respons, när utdata från klimatmodellen används direkt som indata till en hydrologisk modell.

Detta beror på att RCM-resultaten innehåller systematiska fel som inte håller för en efterföljande hydrologisk modellering vilket kan resultera i
t ex överskattning av vintertemperaturer eller antal dagar med lätt nederbörd.

En metod (DBS = distributionsbaserad skalering) har därför utvecklats som använder data från meteorologiska observationer till att justera klimatmodellens utdata för att ta bort dessa systematiska fel.

De korrigeringsfaktorer som införs används vid beräkningen av framtidens klimat, varefter klimatberäkningens utdata blir statistiskt jämförbar med observationer och direkt kan användas som indata till en hydrologisk modell. Med DBS-metoden behålls både förändringar i medelvärden och förändringar i klimatets variabilitet som ges av klimatmodellen.

Figuren visar exempel på en anpassning med DBS-metoden. Efter anpassningen stämmer data väl överens med observerade data. Särskilt viktigt är att den överskattning av antal dagar med nederbörd med en viss intensitet, som ges av klimatmodellen, korrigeras.
 

Om analysen, bild 4
Observationer, rådata från en klimatmodell och data som anpassats med DBS-metoden. Till vänster dygnsmedeltemperatur (procent av tiden som viss dygnsmedeltemperatur underskrids och till höger nederbörd (andel dagar med olika nederbördsintensitet).
Förstora Bild

En förutsättning när metoden används är att resultaten för framtida tidsperioder jämförs med historiskt klimat såsom det beskrivs av klimatmodellen och inte av meteorologiska observationer. Det är inte heller möjligt att jämföra individuella dagar eller år med observationsdata.

DBS utvecklades ursprungligen för variablerna temperatur och nederbörd, men  rutiner för korrigering av vindhastighet, relativ luftfuktighet och strålning är under utveckling. Metoden har tillämpats i både lokal skala (station data), nationell(Sverige) och kontinental (Europa).

Metoden har också utvecklats för applikationer i andra typer av klimat, såsom halvtorra och monsunklimat, där klimatmodellernas bias kan skilja sig väsentligt från de i Europa.

Referenser

Dahné, J., Donnelly, C., and J. Olsson (2013) Post-processing of climate projections for hydrological impact studies, how well is reference state preserved?, IAHS Publications, in press.

Yang, W., Andréasson, J., Graham, L.P., Olsson, J., Rosberg, J., and F. Wetterhall (2010) Distribution-based scaling to improve usability of regional climate model projections for hydrological climate change impact studies, Hydrol. Res., 41, 211-229.