Regional Climate Downscaling and needs in Malaysia Fredolin - PowerPoint PPT Presentation

Regional ¡Climate ¡Downscaling ¡ and ¡needs ¡in ¡Malaysia ¡ Fredolin ¡Tangang 1 ¡ Liew ¡Juneng 1 ¡ Ling ¡Leong ¡Kwok 2 ¡ ¡ 1) ¡The ¡Na8onal ¡University ¡of ¡Malaysia ¡ 2) ¡Malaysian ¡Meteorological ¡ Department ¡ ¡

Background ¡ • Regional ¡climate ¡ac8vi8es ¡are ¡limited ¡ • Three ¡ins8tu8ons ¡carried ¡out ¡regional ¡climate ¡ downscaling ¡ – Na8onal ¡Hydraulic ¡Research ¡Ins8tute ¡Malaysia ¡(NAHRIM) ¡ (carried ¡out ¡through ¡a ¡foreign ¡consultant) ¡ – Malaysian ¡Meteorological ¡Department ¡(used ¡PRECIS ¡ Hadley ¡Centre ¡UKMO) ¡ – Na8onal ¡Univ. ¡Malaysia ¡(used ¡PRECIS ¡Hadley ¡Centre ¡ UKMO) ¡ • All ¡based ¡on ¡AR4 ¡products ¡ • Not ¡much ¡of ¡impact ¡studies ¡using ¡downscaled ¡products ¡ • Malaysia ¡needs ¡latest ¡AR5 ¡product ¡at ¡high ¡resolu8on ¡(~ ¡ 25km) ¡for ¡impact ¡assessment ¡studies ¡

Presenta8on ¡parts ¡ • Part ¡I: ¡PRECIS/ERA40, ¡PRECIS/ HadCM3 ¡ ¡[Fredolin ¡Tangang: ¡5 ¡ minutes] ¡ • Part ¡2: ¡MMD ¡downscaling ¡[Ling ¡Leong ¡ Kwok: ¡5 ¡minutes] ¡ ¡ • Part ¡3: ¡Bias ¡Correc8on ¡[Liew ¡Juneng:5 ¡ minutes] ¡

PRECIS Simulation domain RCM: ¡HadRM3P ¡ ¡ Resolu8on: ¡ 0.22°× ¡0.22° ¡ ¡ ¡ BC: ¡ERA40, ¡ ¡ HadAM3P, ¡HadCM3 ¡ ECHAM5 ¡ 100 ¡ ¡ HadCM3 ¡ ¡ (1970-­‑2100) ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ 137

Temperature ¡ Correla8on ¡ Kwan ¡et ¡al ¡(2013) ¡

Annual cycle of Mean Surface !""#$%&'()%*& Temperature

Precipita8on ¡ Correla8on ¡ Kwan ¡et ¡al ¡(2013) ¡

Annual cycle of Mean Precipitation

850 ¡mb ¡winds ¡ MSLP ¡ Kwan ¡et ¡al ¡(2013) ¡

Projected Tmean Changes for 2070-2100

Projected Mean Precip changes for 2070-2100 mm/month

Annual ¡rainfall ¡by ¡PRECIS ¡and ¡surface ¡observa8on ¡ Peninsular ¡Malaysia ¡ ¡ 25-­‑km ¡PRECIS ¡RCM ¡driven ¡by ¡ 4000 ¡ E C H A M 5 ¡ A O G C M ¡ h a s ¡ 3500 ¡ projected ¡ higher ¡ rainfall ¡ R² ¡= ¡0.60836 ¡ Rainfall ¡(mm) ¡ 3000 ¡ compared ¡ to ¡ HadCM3 ¡ R² ¡= ¡0.47585 ¡ 2500 ¡ AOGCM. ¡ However, ¡ the ¡ 2000 ¡ baseline ¡period ¡of ¡the ¡PRECIS ¡ R² ¡= ¡0.04417 ¡ driven ¡ by ¡ ECHAM5 ¡ almost ¡ 1500 ¡ HADCM3Q0 ¡ ECHAM5 ¡ STATION ¡DATA ¡ resembles ¡ the ¡ observed ¡ 1000 ¡ 1954 ¡ 1964 ¡ 1974 ¡ 1984 ¡ 1994 ¡ 2004 ¡ 2014 ¡ 2024 ¡ 2034 ¡ 2044 ¡ 2054 ¡ 2064 ¡ 2074 ¡ 2084 ¡ 2094 ¡ sta8on ¡data. ¡ ¡ Year ¡ Similarly, ¡ in ¡ Sabah ¡ and ¡ Sabah ¡& ¡Sarawak ¡ Sarawak ¡ the ¡ ECHAM5 ¡ R² ¡= ¡0.76283 ¡ 4000 ¡ AOGCM ¡has ¡projected ¡higher ¡ 3500 ¡ R² ¡= ¡0.15992 ¡ Rainfall ¡(mm) ¡ r a i n f a l l ¡ c o m p a r e d ¡ t o ¡ 3000 ¡ HadCM3 ¡AOGCM. ¡ ¡ ¡ 2500 ¡ R² ¡= ¡0.08618 ¡ 2000 ¡ 1500 ¡ HADCM3Q0 ¡ ECHAM5 ¡ STATION ¡DATA ¡ 1000 ¡ 1954 ¡ 1964 ¡ 1974 ¡ 1984 ¡ 1994 ¡ 2004 ¡ 2014 ¡ 2024 ¡ 2034 ¡ 2044 ¡ 2054 ¡ 2064 ¡ 2074 ¡ 2084 ¡ 2094 ¡ Year ¡ * ¡The ¡annual ¡rainfall ¡is ¡calculated ¡by ¡using ¡a ¡ ¡5 ¡year ¡moving ¡ average ¡

Annual ¡temperature ¡by ¡PRECIS ¡and ¡surface ¡observa8on ¡ In ¡ accordance ¡ to ¡ the ¡ IPCC ¡ Peninsular ¡Malaysia ¡ ¡ 31 ¡ A R 4 ¡ r e p o r t , ¡ t h e ¡ R² ¡= ¡0.96087 ¡ temperature ¡ projected ¡ by ¡ 29 ¡ Temperature ¡(⁰C) ¡ the ¡ 25-­‑km ¡ PRECIS ¡ RCM ¡ R² ¡= ¡0.54754 ¡ driven ¡by ¡ECHAM5 ¡AOGCM ¡ 27 ¡ R² ¡= ¡0.92831 ¡ and ¡ HadCM3 ¡ AOGCM ¡ showed ¡ an ¡ increasing ¡ 25 ¡ trend. ¡ ¡ ¡ HADCM3Q0 ¡ ECHAM5 ¡ STATION ¡DATA ¡ 23 ¡ 1954 ¡ 1964 ¡ 1974 ¡ 1984 ¡ 1994 ¡ 2004 ¡ 2014 ¡ 2024 ¡ 2034 ¡ 2044 ¡ 2054 ¡ 2064 ¡ 2074 ¡ 2084 ¡ 2094 ¡ Year ¡ Sabah ¡& ¡Sarawak ¡ Similarly ¡ in ¡ Sabah ¡ and ¡ Sarawak, ¡both ¡the ¡models ¡ 31 ¡ R² ¡= ¡0.9605 ¡ show ¡ an ¡ increasing ¡ trend ¡ Temperature ¡(⁰C) ¡ 29 ¡ i n ¡ t e m p e r a t u r e . ¡ ¡ R² ¡= ¡0.68426 ¡ 27 ¡ R² ¡= ¡0.93818 ¡ However, ¡ ¡ the ¡ observed ¡ sta8on ¡ data ¡ recorded ¡ 25 ¡ higher ¡ temperature ¡ HADCM3Q0 ¡ ECHAM5 ¡ STATION ¡DATA ¡ 23 ¡ c o m p a r e ¡ t o ¡ t h o s e ¡ 1954 ¡ 1964 ¡ 1974 ¡ 1984 ¡ 1994 ¡ 2004 ¡ 2014 ¡ 2024 ¡ 2034 ¡ 2044 ¡ 2054 ¡ 2064 ¡ 2074 ¡ 2084 ¡ 2094 ¡ simulated ¡by ¡the ¡models. ¡ Year ¡ * ¡The ¡annual ¡temperature ¡is ¡calculated ¡by ¡using ¡a ¡5 ¡year ¡moving ¡average ¡

Annual ¡averages ¡of ¡rainfall ¡and ¡temperature ¡from ¡principal ¡ meteorological ¡sta8ons ¡for ¡the ¡period ¡of ¡1971 ¡to ¡2012 ¡ Annual ¡Average ¡for ¡Rainfall ¡from ¡1971 ¡to ¡2012 ¡ The ¡annual ¡averages ¡of ¡rainfall ¡in ¡ 4000.0 ¡ R² ¡= ¡0.06331 ¡ Sabah ¡ & ¡ Sarawak ¡ are ¡ greater ¡ 3500.0 ¡ than ¡that ¡in ¡Peninsular ¡Malaysia. ¡ ¡ Rainfall ¡(mm) ¡ 3000.0 ¡ The ¡ inter-­‑annual ¡ variability ¡ ¡ is ¡ 2500.0 ¡ observed ¡ apparently ¡ in ¡ both ¡ R² ¡= ¡0.11288 ¡ 2000.0 ¡ regions. ¡ 1500.0 ¡ Peninsula ¡ Sabah&Sarawak ¡ 1000.0 ¡ 1971 ¡ 1976 ¡ 1981 ¡ 1986 ¡ 1991 ¡ 1996 ¡ 2001 ¡ 2006 ¡ 2011 ¡ Year ¡ Annual ¡Average ¡for ¡Temperature ¡from ¡1971 ¡to ¡2012 ¡ 29.0 ¡ The ¡ temperature ¡ averages ¡ 28.5 ¡ in ¡ Peninsular ¡ Malaysia ¡ and ¡ Temperature ¡(⁰C) ¡ Peninsula ¡ Sabah&Sarawak ¡ 28.0 ¡ Sabah ¡ & ¡ Sarawak ¡ show ¡ R² ¡= ¡0.45535 ¡ 27.5 ¡ s i m i l a r ¡ p a h e r n s . ¡ A n ¡ 27.0 ¡ 26.5 ¡ increasing ¡trend ¡is ¡observed ¡ R² ¡= ¡0.2515 ¡ 26.0 ¡ over ¡the ¡given ¡period. ¡ 25.5 ¡ 25.0 ¡ 1971 ¡ 1976 ¡ 1981 ¡ 1986 ¡ 1991 ¡ 1996 ¡ 2001 ¡ 2006 ¡ 2011 ¡ Year ¡

Projected ¡change ¡in ¡annual ¡mean ¡rainfall ¡relaKve ¡to ¡1970 ¡to ¡1999 ¡ ¡ HADCM3 ¡ ECHAM5 ¡ Projected ¡ ¡change ¡in ¡rainfall ¡(%) ¡for ¡2025-­‑2034 ¡ Projected ¡ ¡change ¡in ¡rainfall ¡(%) ¡for ¡2025-­‑2034 ¡ Projected ¡ ¡change ¡in ¡rainfall ¡(%) ¡for ¡2041-­‑2050 ¡ Projected ¡ ¡change ¡in ¡rainfall ¡(%) ¡for ¡2041-­‑2050 ¡ ¡ Projected ¡ ¡change ¡in ¡rainfall ¡(%) ¡for ¡2090-­‑2099 ¡ Projected ¡ ¡change ¡in ¡rainfall ¡(%) ¡for ¡2090-­‑2099 ¡

Projected ¡change ¡in ¡annual ¡mean ¡temperature ¡relaKve ¡to ¡1970 ¡to ¡1999 ¡ ¡ HADCM3 ¡ ECHAM5 ¡ Projected ¡ ¡1.5 ¡m ¡temperature ¡change ¡(⁰C) ¡for ¡2025-­‑2034 ¡ Projected ¡ ¡1.5 ¡m ¡temperature ¡change ¡(⁰C) ¡for ¡2025-­‑2034 ¡ Projected ¡ ¡1.5 ¡m ¡temperature ¡change ¡(⁰C) ¡for ¡2041-­‑2050 ¡ Projected ¡ ¡1.5 ¡m ¡temperature ¡change ¡(⁰C) ¡for ¡2041-­‑2050 ¡ ¡ ¡ Projected ¡ ¡1.5 ¡m ¡temperature ¡change ¡(⁰C) ¡for ¡2090-­‑2099 ¡ Projected ¡ ¡1.5 ¡m ¡temperature ¡change ¡(⁰C) ¡for ¡2090-­‑2099 ¡

MOSES1 ¡vs ¡MOSES2.2 ¡(PRECIS) ¡ APHRODITE_MYS ¡(OBS) ¡ Table: ¡Spa8al ¡mean ¡absolute ¡error ¡(MAE) ¡ (unit: ¡°C) ¡of ¡seasonal ¡mean ¡temperature ¡ averaged ¡over ¡both ¡Peninsular ¡and ¡East ¡ Malaysia ¡ MOSES1 ¡Biases ¡ Peninsular East Malaysia ¡ Seasons ¡ Malaysia ¡ ¡ MOSES1 ¡ MOSES2.2 ¡ MOSES1 ¡ MOSES2.2 ¡ DJF ¡ 1.52 ¡ 1.14 ¡ 1.77 ¡ 1.40 ¡ MOSES2.2 ¡Biases ¡ MAM ¡ 1.56 ¡ 1.19 ¡ 1.82 ¡ 1.42 ¡ JJA ¡ 1.48 ¡ 1.14 ¡ 1.77 ¡ 1.35 ¡ SON ¡ 1.43 ¡ 1.13 ¡ 1.84 ¡ 1.44 ¡ ¡ MOSES2.2 ¡generally ¡warmer ¡compare ¡to ¡MOSES1. ¡Hence ¡reducing ¡the ¡ • magnitude ¡of ¡the ¡cold ¡biases ¡over ¡most ¡part ¡of ¡Malaysia. ¡ ¡ ¡ Impact ¡of ¡different ¡land ¡surface ¡scheme ¡to ¡precipita8on ¡simula8on ¡is ¡less ¡ • clear. ¡