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MASTER THESIS
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Representation of Foehn events in the Modèle Atmosphérique Régional (MAR) in Patagonia

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Damseaux, Adrien ULiège
Promotor(s) : Fettweis, Xavier ULiège ; Cornet, Yves ULiège
Date of defense : 6-Sep-2018/7-Sep-2018 • Permalink : http://hdl.handle.net/2268.2/5577
Details
Title : Representation of Foehn events in the Modèle Atmosphérique Régional (MAR) in Patagonia
Translated title : [fr] Représentation des événements de Foehn dans le Modèle Atmosphérique Régional (MAR) en Patagonie
Author : Damseaux, Adrien ULiège
Date of defense  : 6-Sep-2018/7-Sep-2018
Advisor(s) : Fettweis, Xavier ULiège
Cornet, Yves ULiège
Committee's member(s) : Houbrechts, Geoffrey ULiège
Language : English
Number of pages : 72
Keywords : [en] Climate Models
[en] DEM aggregation
[en] Orography
[en] Surface elevation
Discipline(s) : Physical, chemical, mathematical & earth Sciences > Earth sciences & physical geography
Target public : Researchers
Professionals of domain
Student
Institution(s) : Université de Liège, Liège, Belgique
Degree: Master en sciences géographiques, orientation climatologie, à finalité approfondie
Faculty: Master thesis of the Faculté des Sciences

Abstract

[en] This study focuses on the Patagonian region, where significant Foehn events are observed on both sides of the Andes throughout the whole year. These climatic phenomena are not yet well simulated by General Circulation Models (GCM) and Regional Climate Models (RCM). It has been agreed that one source of this shortcoming is related to the Digital Elevation Model (DEM) generalization, which means the generalization of the altitudes from a high-resolution DEM to a coarser resolution model grid. At low resolution, most current GCMs and RCMs use DEM generalization methods that smooth the relief, a key controlling factor in Foehn events modelling. The aim of this study is to compare three additional methods of DEM generalization (percentile 90 - P90, envelope maximum - EM, and thalweg and crests - TC methods) and evaluate their influence on simulated precipitation and temperature fields (at 10 km resolution) on the eastern part of Patagonia, where warm and dry air masses are expected. Thanks to the Modèle Atmosphérique Régional (MAR), an RCM specifically developed for polar regions, we perform three sensitivity experiments showing a significant decrease in precipitation for the P90 and EM methods and an increase in mean temperature by P90 and TC methods in our region of interest. However, the mean temperature increase and precipitation decrease are not sufficient to cope with the biases observed with the Climate Research Unit (CRU) gridded climate datasets. We conclude that none of these three methods are perfect and present different strengths and weaknesses. This study serves as a recommendation for a better representation of Foehn events and a better use of DEM generalization to existing climate models performing in Patagonia but also for regions sharing the same orographic features as the Patagonian relief.

[fr] Cette étude se concentre sur la Patagonie, où d’importants événements Foehn sont observés des deux côtés des Andes tout au long de l’année. Ces phénomènes climatiques ne sont pas encore bien simulés par les General Circulation Models (GCM) et les Regional Climate Models (RCM). Il a été convenu que l’une des sources de ce manque est liée à la généralisation du modèle numérique d’élévation de terrain ou Digital Elevation Model (DEM), qui consiste en une généralisation des altitudes d’un DEM à haute résolution à une grille à plus basse résolution. À basse résolution, la plupart des GCMs et des RCMs actuels utilisent la méthode de généralisation du DEM qui lisse le relief, un facteur de contrôle clé dans la modélisation des événements de Foehn. Le but de cette étude est de comparer trois méthodes originales de généralisation du DEM (percentile 90 - P90, envelope maximum - EM, et thalweg et crests - TC methods) et d’évaluer leur influence sur les champs simulés de précipitations et de températures (à 10 km de résolution) sur la partie est de la Patagonie, où des masses d’air chaud et sec peuvent être observées tout au long de l’année. Grâce au Modèle Atmosphérique Régional (MAR) , un RCM développé spécifiquement pour les régions polaires, nous réalisons trois expériences de sensibilité montrant une diminution significative des précipitations pour les méthodes P90 et EM et une augmentation de la température moyenne par les méthodes P90 et TC dans notre région d’intérêt. Cependant, l’augmentation de la température moyenne et la diminution des précipitations ne sont pas suffisantes pour faire face aux biais observés dans les ensembles de données climatiques quadrillés du Climate Research Unit (CRU). Nous concluons qu’aucune de ces trois méthodes n’est parfaite et présente des forces et des faiblesses différentes. Cette étude sert de recommandation pour une meilleure représentation des événements de Foehn et une meilleure utilisation de la généralisation du DEM aux modèles climatiques existants fonctionnant en Patagonie mais aussi pour des régions partageant les mêmes caractéristiques orographiques que le relief patagonien.


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Author

  • Damseaux, Adrien ULiège Université de Liège > Master sc. géog., or. clim., à fin.

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