Assessing Hydrologic Impact of Climate Change with Uncertainty Estimates: Bayesian Neural Network Approach
Notice bibliographique
Résumé
Abstract A major challenge in assessing the hydrologic effect of climate change remains the estimation of uncertainties associated with different sources, such as the global climate models, emission scenarios, downscaling methods, and hydrologic models. There is a demand for an efficient and easy-to-use rainfall–runoff modeling tool that can capture the different sources of uncertainties to generate future flow simulations that can be used for decision making. To manage the large range of uncertainties in the climate change impact study on water resources, a neural network–based rainfall–runoff model—namely, Bayesian neural network (BNN)—is proposed. The BNN model is used with Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis Coupled GCM, versions 1 and 2 (CGCM1 and CGCM2, respectively) with two emission scenarios, Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) IS92a and Special Report on Emissions Scenarios (SRES) B2. One widely used statistical downscaling model (SDSM) is used in the analysis. The study is undertaken to simulate daily river flow and daily reservoir inflow in the Serpent and the Chute-du-Diable watersheds, respectively, in northeastern Canada. It is found that the uncertainty bands of the mean ensemble flow (i.e., flow simulated using the mean of the ensemble members of downscaled meteorological variables) is able to mostly encompass all other flows simulated with various individual downscaled meteorological ensemble members whichever CGCM or emission scenario is used. In addition, the uncertainty bands are also able to typically encompass most of the flows simulated with another rainfall–runoff model, namely, Hydrologiska Byråns Vattenbalansavdelning (HBV). The study results suggest that the BNN model could be used as an effective hydrological modeling tool in assessing the hydrologic effect of climate change with uncertainty estimates in the form of confidence intervals. It could be a good alternative method where resources are not available to implement the general multimodel ensembles approach. The BNN approach makes the climate change impact study on water resources with uncertainty estimate relatively simple, cost effective, and time efficient.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».