Mohamed Salah Sayed Ali,  <br/><br/>
Present and Future Drought Assessment in Kenya and Tanzania Based on CORDEX Regional Climate Models Simulations /  
 التقييم الحالي والمستقبلي للجفاف في كينيا وتنزانيا بإستخدام النماذج المناخية الإقليمية (CORDEX) /  
by Mohamed Salah Sayed Ali ; Supervision of Prof. Dr. Fawzia Ibrahim Moursy, Dr. Eman Sayed Ahmed, Dr. Gamil Gamal Abd El-Motey. 
 - 256 pages :  illustrations ;   25 cm. +   CD. 
<br/><br/>Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2023. 
<br/><br/>Bibliography: pages 293-256. 
<br/><br/> Climate change is a global issue affecting ecosystems, human health, and<br/>economies. East Africa's Kenya and Tanzania are particularly vulnerable to its effects,<br/>including increased temperatures, Precipitation changes, and more severe droughts<br/>and floods. The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) predicts a 2 °C<br/>increase in mean annual temperature by the end of the 21st century, with the highest<br/>warming expected in inland areas. This could significantly affect agriculture, water<br/>resources, and public health.<br/>Climate change poses significant challenges to Kenya and Tanzania,<br/>particularly in the semi-arid regions. In Kenya, crop yields are expected to decrease,<br/>particularly in drought-prone areas. Disease distribution and prevalence are also<br/>expected to change due to water quality and availability changes. Tanzania's water<br/>resources are expected to be significantly impacted, particularly in arid and semi-arid<br/>areas. The frequency and severity of floods are expected to rise, posing risks to human<br/>lives and infrastructure. These challenges highlight the need for comprehensive,<br/>region-specific adaptation strategies to address the complex impacts of climate change<br/>on agriculture, water resources, and public health.<br/>To assess the impact of climate change on drought occurrence in Kenya and<br/>Tanzania, the multi-model ensemble mean for 10 Kenyan and Tanzanian<br/>meteorological stations from four regional climate models (CORDEX- CORE) and<br/>two future climate projections for two RCPs scenarios (Representative Concentration<br/>Pathways), RCP2.6 and RCP8.5 for the period 2021–2100, driven by four global<br/>climate models (CMIP5), using different statistical methods and climatological<br/>descriptions at the seasonal and annual scales, these 9 models, downscaling<br/>institution-based ensembles mean using a driving model (CCCma-CanESM2/<br/>MOHC-HadGEM2-ES /MPI-M-MPI-ESM-LR /MPI-M-MPI-ESM-MR /NCC-<br/>NorESM1-M). The baseline period for this assessment considered historical runs from<br/>1970 to 2005.<br/>The study employed two widely recognized indices to gauge drought<br/>occurrences: The Standardized Precipitation Index (SPI) and the Reconnaissance<br/>Drought Index (RDI). The SPI, measuring precipitation deficit or surplus over a<br/>specific period compared to a long-term average, is a robust drought indicator.<br/>Meanwhile, the RDI is grounded in a water balance model, incorporating<br/>precipitation, potential evapotranspiration, and soil moisture content. Both indices<br/>have proven reliable in identifying drought onset, duration, and severity across<br/>numerous African regions, providing a solid foundation for assessing the evolving<br/>impact of climate change on drought in Kenya and Tanzania.<br/>Projected changes in Maximum Temperature (TX), Minimum Temperature<br/>(TN), and Precipitation (Pr) were analyzed for weather stations across Kenya and<br/>Tanzania under low (RCP2.6) and high (RCP8.5) emissions pathways for the 2100s.<br/>TX increases range from 0.8 °C - 1.3 °C (RCP2.6) and 2.1 °C - 4.2 °C (RCP8.5),<br/>showing significant warming, especially under higher emissions, but decrease in<br/>Kigoma station by -2.1 °C. (TN) also universally increases 1.0 °C - 1.4 °C for RCP2.6<br/>and 2.2 °C- 4.2 °C under RCP8.5, which is indicative of rising Minimum<br/>Temperatures. Precipitation exhibits greater spatial heterogeneity, with most stations<br/>projecting slight increases under RCP8.5 (-4.0% to +19.0%) and mixed<br/>drying/wetting under RCP2.6 (-4.2% to +10.2%). These findings underscore<br/>considerable warming in Minimum and Maximum Temperatures independent of<br/>Precipitation response, except for the anomalous cooling in (TX) for Kigoma.<br/>Adaptation planning for affected sectors like agriculture, water resources, and health<br/>is crucial, given these tropical developing countries' temperature and Precipitation<br/>regime shifts. Continued climate modelling refinements and investigations into<br/>sectors vulnerable to compound extreme events can further inform robust<br/>policymaking.<br/>The study predicts that Eldoret, Marsabit, Mombasa, and Nakuru will be the<br/>most affected by extreme drought events. The most extreme drought years were<br/>predicted to be in the years 2026/2027, the decade of 2040s, 2049/2054, 2060/2064,<br/>2070s, 2080/2084, 2095/2096, and 2099/2100 under the RCP2.6 emission scenario.<br/>For the RCP8.5 emission scenario, the extreme drought events were projected in the<br/>years 2023/2027, 2030s, 2040s, 2052/2053, 2068/2071, 2086/2087, and 2090/2091.<br/>The western part of Kenya is expected to be more affected by severe drought<br/>occurrences than other regions of Kenya.<br/>It is important to note that drought events may be projected to increase under<br/>RCP2.6 compared to RCP8.5 over Kenya, even though RCP2.6 assumes lower<br/>emissions. This is due to the complex interplay between emissions scenarios, climate<br/>models, and regional climate variability. Overall, the study highlights the need for<br/>careful planning and management to mitigate the effects of droughts and floods in<br/>Kenya, particularly in areas predicted to be most affected .<br/>Conversely, in Tanzania, drought events are projected to increase under<br/>RCP8.5 compared to RCP2.6. Data analysis for stations like Bukoba, Kigoma,<br/>Songea, Zanzibar, Iringa, Tanga, Morogoro, Kilimanjaro, Tabora, and Mwanza<br/>indicates varying drought and wetness patterns over time. Climate change may<br/>worsen these extremes, especially under RCP8.5. Stakeholders in these areas should<br/>prepare for the heightened frequency and severity of drought and flood events due to<br/>climate change. The projection reasons include higher greenhouse gas emissions and<br/>greater temperature increase in RCP8.5, leading to increased evaporation, reduced soil<br/>moisture, and intense precipitation events resulting in drought conditions.  الاحتباس الحراري ظاهرة عالمية لها تأثيرات كبيرة على النظم البيئية وصحة الإنسان والاقتصاد في جميع أنحاء العالم. دولتي كينيا وتنزانيا في شرق إفريقيا معرضتان بشكل خاص لتأثيرات تغير المناخ، والتي يمكن أن تظهر في شكل ارتفاع درجات الحرارة، والتغير في أنماط هطول الأمطار، والمزيد من حالات الجفاف والفيضانات الشديدة والمتكررة، تنبأ الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ (IPCC) بأن متوسط درجة الحرارة السنوية في شرق إفريقيا سيرتفع بمقدار 1-3 درجة مئوية بحلول نهاية القرن الحادي والعشرين، مع التوقع بارتفاع درجات حرارة المناطق الداخلية، والتي سيكون لها آثار كبيرة على الزراعة والموارد المائية والصحة العامة في المنطقة. <br/>لتقييم المناخ المستقبلي لكينيا وتنزانيا تم حساب المتوسط لإسقاطات عدد 2 سيناريو RCP2.6-RCP8.5 من نماذج مناخية عالمية باستخدام النماذج المناخية الإقليمية ذات الدقة المكانية العالية 25 كم لعدد 10 محطات في كلا الدولتين،  ولدراسة الجفاف تم استخدام مؤشرين وهما المؤشر المعياري للهطول (SPI) وهو مؤشر يستخدم على نطاق واسع يقيس عجز أو فائض هطول الأمطار خلال فترة زمنية محددة مقارنة بالمتوسط طويل الأجل، بينما يعتمد المؤشر الثاني وهو مؤشر الجفاف الاستطلاعي (RDI) على نموذج توازن المياه الذي يشتمل على هطول الأمطار والبخر المحتمل ومحتوى رطوبة التربة.<br/>بشكل عام، تشير التوقعات المستقبلية لهطول الأمطار فوق كينيا إلى انخفاض محتمل في هطول الأمطار، كما تشير التوقعات لدرجة الحرارة العظمى في ظل سيناريو الانبعاثات الأعلى (RCP8.5) إلى زيادة كبيرة في درجات الحرارة، بمتوسط زيادة 2-4 درجات مئوية. وفي ظل سيناريو (RCP2.6) كانت الزيادة المتوقعة في درجة الحرارة العظمى قليلة، حيث تراوحت بين 0.5-2 درجة مئوية، ومن المتوقع أن ترتفع درجة الحرارة الصغرى بمقدار 1.3-3.5 درجة مئوية بحلول القرن الحادي والعشرين.<br/>بينما في تنزانيا، من المتوقع أن تشهد التوقعات المستقبلية لهطول الأمطار في إطار سيناريو RCP8.5 زيادة في هطول الأمطار خلال موسم الأمطار (مارس-مايو) وانخفاض طفيف في موسم الجفاف (يونيو-أكتوبر)، ومن المتوقع أن تزداد درجات الحرارة العظمى بموجب كلا من سيناريو المناخ RCP2.6  و RCP8.5  بمقدار 2-4 درجات مئوية، وأيضاً من المتوقع أن ترتفع درجة الحرارة الصغرى فوق تنزانيا بمقدار 0.5-3 درجة مئوية بحلول القرن الحادي والعشرين.<br/>وطبقاً لنتائج مؤشرات الجفاف المستقبلية ستتعرض كينيا وتنزانيا للعديد من فترات الجفاف وأيضاً ستحدث فترات من الأمطار الغزيرة والسيول وهذه الأحداث الحادة والمتطرفة سيكون لها تداعيات كبيرة على قطاعات الزراعة والمياه وقد تحدث مشاكل كبيرة مثل الأمن الغذائي والمجاعات والنزوح الجماعي الناتج عن الجفاف، ولذلك يجب وضع استراتيجيات للتكيف مثل الإنذار المبكر، الإدارة المتكاملة لموارد المياه وإنتاج محاصيل جديدة قادرة على تحمل الجفاف وارتفاع درجات الحرارة للتقليل من الأضرار الناتجة عن الجفاف.<br/> 
<br/><br/>
<br/><br/><br/>Text in English and abstract in Arabic & English. 
<br/><br/><label>Subjects--Topical Terms: </label><br/>Meteorology
<br/><br/><label>Subjects--Index Terms: </label>CORDEX CORE  Climate Models Simulations  Kenya  Tanzania  Drought Assessment 
<br/><br/><label>Dewey Class. No.: </label>551.5