Comparison of statistical and dynamical climate downscaling techniques: screening of methods for their use in impact studies

Abstract

ABSTRACT: The work in this Thesis analyzes the applicability of statistical and dynamical climate downscaling techniques on impact studies over the tourism and forest fires sectors, showing their merits and limitations. On the one hand, we analyze the applicability of the statistical techniques directly over the desired impact index, unlike the common practice based on downscaling individually all the former variables, with promising results. On the other hand, we establish the basis for a fair comparison between statistical and dynamical downscaled data. For this purpose, we propose the use of parameters not affected by the methods calibration process, such as indicators based on spells, and discard commonly used percentile-based indicators. Finally, we analyze the added value of dynamical downscaling techniques for increased resolution (and computationally expensive) simulations. In this sense, we find that the increment of spatial resolution does not add (statistically significant) value once their systematic biases are corrected.

RESUMEN: En la presente Tesis Doctoral analizamos la aplicabilidad de las técnicas estadísticas y dinámicas de regionalización del clima en estudios de impacto sobre los sectores de turismo e incendios forestales, reflejando sus virtudes y limitaciones. En particular, se analiza la aplicabilidad de las técnicas estadísticas directamente sobre el indicador de impactos, en lugar de sobre las variables meteorológicas, con resultados prometedores. Por otro lado, se establecen las bases para realizar una comparación justa, o equitativa, entre los resultados obtenidos con las técnicas estadísticas y dinámicas, proponiendo indicadores no afectados por el proceso de calibración de los métodos, como los periodos de sequía, descartando aquellos basados en percentiles altos, usados habitualmente. Finalmente, se analiza el valor añadido de las técnicas dinámicas al aumentar la resolución espacial, teniendo en cuenta su elevado coste computacional. En este sentido, se ha concluido que el incremento de la resolución de las técnicas dinámicas no aporta un valor añadido estadísticamente significativo una vez se han corregido sus sesgos sistemáticos.