Verification of ECMWF System 4 for seasonal hydrological forecasting in a northern climate
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Hydropower production requires optimal dam and reservoir management to prevent flooding damage and avoid operation losses. In a northern climate, where spring freshet constitutes the main inflow volume, seasonal forecasts can help to establish a yearly strategy. Long-term hydrological forecasts often rely on past observations of streamflow or meteorological data. Another alternative is to use ensemble meteorological forecasts produced by climate models. In this paper, those produced by the ECMWF (European Centre for Medium-Range Forecast) System 4 are examined and bias is characterized. Bias correction, through the linear scaling method, improves the performance of the raw ensemble meteorological forecasts in terms of continuous ranked probability score (CRPS). Then, three seasonal ensemble hydrological forecasting systems are compared: (1) the climatology of simulated streamflow, (2) the ensemble hydrological forecasts based on climatology (ESP) and (3) the hydrological forecasts based on bias-corrected ensemble meteorological forecasts from System 4 (corr-DSP). Simulated streamflow computed using observed meteorological data is used as benchmark. Accounting for initial conditions is valuable even for long-term forecasts. ESP and corr-DSP both outperform the climatology of simulated streamflow for lead times from 1 to 5 months depending on the season and watershed. Integrating information about future meteorological conditions also improves monthly volume forecasts. For the 1-month lead time, a gain exists for almost all watersheds during winter, summer and fall. However, volume forecasts performance for spring varies from one watershed to another. For most of them, the performance is close to the performance of ESP. For longer lead times, the CRPS skill score is mostly in favour of ESP, even if for many watersheds, ESP and corr-DSP have comparable skill. Corr-DSP appears quite reliable but, in some cases, under-dispersion or bias is observed. A more complex bias-correction method should be further investigated to remedy this weakness and take more advantage of the ensemble forecasts produced by the climate model. Overall, in this study, bias-corrected ensemble meteorological forecasts appear to be an interesting source of information for hydrological forecasting for lead times up to 1 month. They could also complement ESP for longer lead times.
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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 | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».