Climate variability and its impacts on runoff in the Kosasthaliyar sub-basin, India

Abstract

Research on the effect of climate variability/climate change on rainfall-runoff modeling is limited in humid tropical regions. Climate change has implications beyond the water resources sector, such as effects on agriculture and fisheries. Hence, such studies are becoming increasingly important. This study uses both historical data acquired in the field and future climate forecasts from General Circulation Model Hadley Centre Coupled Model, version 3 GCM HadCM3. These data are further downscaled using third generation of the Hadley Centre's regional climate model (HadRM3), with Providing REgional Climates for Impacts Studies (PRECIS) software under the three Quantifying Uncertainties in Model Projections (QUMPs). A horizontal resolution of 25 km X 25 km is used by the Centre for Climate Change and Adaptation Research, Anna University Chennai, for the state of Tamil Nadu. These downscaled data are used to study runoff changes due to climate change for the Kosasthaliyar sub-basin in South India. A trend analysis of the hydro-meteorological data for the sub-basin indicates that future rainfall is expected to decrease by approximately 10%, while the mean temperatures will increase by the year 2100. The runoff changes from 2011 to 2040 do not differ from those of the historical period of 1971 to 2000. This study is one of the first attempts to provide information on climate variability and its impacts on runoff in the Kosasthaliyar sub-basin. Resumen La investigación del efecto variabilidad climática/cambio climático en el modelo pluviosidad/escorrentía es limitada en regiones tropicales húmedas, donde el cambio climático tiene implicaciones tanto en los recursos acuíferos, como en la agricultura y la pesca. Por lo tanto este tipo de estudios han incrementado su importancia. Este estudio utiliza tanto los datos adquiridos en este campo como las predicciones climáticas del Modelo General de Circulación de la Célula de Hadley, en su versión 3GCM HadCM3. Estos datos fueron reducidos luego al utilizar la tercera generación del modelo climático regional del Centro Hadley (HadRM3), con el programa de Estipulación de Climas Regionales para Estudios de Impacto (PRECIS, en inglés), bajo los tres modelos de Cuantificación de la Incertidumbre en Proyecciones (QUMPs, en inglés). El Centro para el Cambio Climático y la Investigación de Adaptación de la Universidad Anna, de Chennai, en el estado Tamil Nadu, utiliza una escala horizontal de 25 kilómetros por 25 kilómetros. Esta reducción de datos se utiliza para estudiar los cambios de escorrentía por el cambio climático en la subcuenca de Kosasthaliyar, al sur de la India. Un análisis de tendencia de los datos hidrometeorológicos en la subcuenca indica que en el futuro la pluviosidad caerá en un 10 %, mientras que la temperatura media se incrementará para el año 2100. Los cambios de escorrentía para el período 2011-2040 no difieren de los del período 1971-2000. Este estudio es uno de los primeros acercamientos para proveer información sobre la variabilidad climática y sus impactos en la escorrentía de la subcuenca de Khosastaliyar.

Keywords

• GCM
• HadCM3
• HadRM3
• QUMP
• runoff