¿Cuánto tiempo de spin-up es realmente necesario para simulaciones climáticas regionales?

Abstract

[ES]Un factor de incertidumbre poco estudiado en los modelos climáticos regionales (RCM) es el período de spin-up necesario para garantizar que todas las variables del modelo alcancen un equilibrio físico. En el estudio, analizamos la sensibilidad de las simulaciones climáticas regionales con el tiempo de spin-up. Para ello, se han llevado a cabo varias simulaciones con el modelo WRF para un período de 1 año con el dominio de Euro-CORDEX a 0.44º de resolución espacial. Todos los experimentos simulan el mismo año, con la misma configuración de modelo, y solo difieren en el periodos de spin-up que varían entre 0 horas y 2 años siendo este último el de referencia. El período de spin-up "óptimo" lo definimos como el período más corto que presenta igualdades significativas con el periodo de referencia (2 años de spin-up) según el test no paramétrico de Kolmogorov-Smirnov. Hemos estudiado tanto variables atmosféricas como las de suelo. Los resultados muestran que el tiempo de spin-up para variables atmosféricas es de 0- 12 horas para casi todo el dominio. No obstante, encontramos algunas zonas concretas que necesitan 1 semana e incluso algunos meses. La temperatura del suelo necesita al menos 6 meses de spin-up para gran parte del dominio. Sin embargo, en las zonas del norte donde abunda el hielo no es suficiente con 1 año. La humedad del suelo es la variable que más tiempo necesita para estabilizarse. Hemos visto que 1 año no es suficiente para conseguir igualdades significativas con el periodo de referencia en casi todo el dominio. Este estudio pone de manifiesto la relevancia de estudiar los periodos de spin-up para obtener simulaciones climáticas más fiables.

[EN]A widely discussed topic within regional climate models (RCM) is the spin-up period necessary to ensure that all variables in the model reach a physical equilibrium. This study, we analyzed the sensitivity of regional climate experiments with spin-up time. For this, several regional climate simulations have been carried out with the WRF model for a period of 1 year with the Euro-CORDEX domain. All the experiments simulate the same year, with the same model configuration, and only differ in the spin-up periods ranging from 0 hours to 2 years. The "optimal" spin-up period is defined as the shortest period that presents significant equalities with the reference period (2 years spin-up) according to the nonparametric Kolmogorov-Smirnov test. The sensitivity to the spin-up period is assessed for both atmospheric variables and soil variables. The results show that the spin-up time for atmospheric variables is 0-12 hours for almost the entire domain. However, we find some specific areas that need 1 week and even some months. The temperature of the soil needs for a large part of the domain at least 6 months of spin-up and the areas of the north where there is abundant ice is not enough even with 1 year. Soil moisture is the variable that needs more time. For soil moisture we have seen that not even 1 year is enough to achieve significant equalities with the reference period in almost the entire domain.