Correcting Satellite Precipitation Data and Assimilating Satellite-Derived Soil Moisture Data to Generate Ensemble Hydrological Forecasts within the HBV Rainfall-Runoff Model
Notice bibliographique
Résumé
An implementation of bias correction and data assimilation using the ensemble Kalman filter (EnKF) as a procedure, dynamically coupled with the conceptual rainfall-runoff Hydrologiska Byråns Vattenbalansavdelning (HBV) model, was assessed for the hydrological modeling of seasonal hydrographs. The enhanced HBV model generated ensemble hydrographs and an average stream-flow simulation. The proposed approach was developed to examine the possibility of using data (e.g., precipitation and soil moisture) from the European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT) Satellite Application Facility for Support to Operational Hydrology and Water Management (H-SAF), and to explore its usefulness in improving model updating and forecasting. Data from the Sola mountain catchment in southern Poland between 1 January 2008 and 31 July 2014 were used to calibrate the HBV model, while data from 1 August 2014 to 30 April 2015 were used for validation. A bias correction algorithm for a distribution-derived transformation method was developed by exploring generalized exponential (GE) theoretical distributions, along with gamma (GA) and Weibull (WE) distributions for the different data used in this study. When using the ensemble Kalman filter, the stochastically-generated ensemble of the model states generally induced bias in the estimation of non-linear hydrologic processes, thus influencing the accuracy of the Kalman analysis. In order to reduce the bias produced by the assimilation procedure, a post-processing bias correction (BC) procedure was coupled with the ensemble Kalman filter (EnKF), resulting in an ensemble Kalman filter with bias correction (EnKF-BC). The EnKF-BC, dynamically coupled with the HBV model for the assimilation of the satellite soil moisture observations, improved the accuracy of the simulated hydrographs significantly in the summer season, whereas, a positive effect from bias corrected (BC) satellite precipitation, as forcing data, was observed in the winter. Ensemble forecasts generated from the assimilation procedure are shown to be less uncertain. In future studies, the EnKF-BC algorithm proposed in the current study could be applied to a diverse array of practical forecasting problems (e.g., an operational assimilation of snowpack and snow water equivalent in forecasting models).
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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) | 0,000 | 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 | 0,001 | 0,004 |
| 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 ».