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Enregistrement W3005422321 · doi:10.5194/hess-24-535-2020

Global catchment modelling using World-Wide HYPE (WWH), open data, and stepwise parameter estimation

2020· article· en· W3005422321 sur OpenAlexfundaboutno aff
Berit Arheimer, Rafael Pimentel, Kristina Isberg, Louise Crochemore, Jafet Andersson, Abdulghani Hasan, Luis Pineda

Notice bibliographique

RevueHydrology and earth system sciences · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueHydrology and Watershed Management Studies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesU.S. Geological SurveyGoverno BrasilComisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad, Gobierno de MéxicoGrains Research and Development CorporationArcticNet
Mots-clésEnvironmental scienceEvapotranspirationHydrology (agriculture)Drainage basinCatchment hydrologyStreamflowPrecipitationBaseflowSpatial variabilityHydrological modellingLand coverClimatologyLand useMeteorologyGeologyGeographyEcologyStatistics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Recent advancements in catchment hydrology (such as understanding catchment similarity, accessing new data sources, and refining methods for parameter constraints) make it possible to apply catchment models for ungauged basins over large domains. Here we present a cutting-edge case study applying catchment-modelling techniques with evaluation against river flow at the global scale for the first time. The modelling procedure was challenging but doable, and even the first model version showed better performance than traditional gridded global models of river flow. We used the open-source code of the HYPE model and applied it for >130 000 catchments (with an average resolution of 1000 km 2 ), delineated to cover the Earth's landmass (except Antarctica). The catchments were characterized using 20 open databases on physiographical variables, to account for spatial and temporal variability of the global freshwater resources, based on exchange with the atmosphere (e.g. precipitation and evapotranspiration) and related budgets in all compartments of the land (e.g. soil, rivers, lakes, glaciers, and floodplains), including water stocks, residence times, and the pathways between various compartments. Global parameter values were estimated using a stepwise approach for groups of parameters regulating specific processes and catchment characteristics in representative gauged catchments. Daily and monthly time series (>10 years) from 5338 gauges of river flow across the globe were used for model evaluation (half for calibration and half for independent validation), resulting in a median monthly KGE of 0.4. However, the World-Wide HYPE (WWH) model shows large variation in model performance, both between geographical domains and between various flow signatures. The model performs best (KGE >0.6) in the eastern USA, Europe, South-East Asia, and Japan, as well as in parts of Russia, Canada, and South America. The model shows overall good potential to capture flow signatures of monthly high flows, spatial variability of high flows, duration of low flows, and constancy of daily flow. Nevertheless, there remains large potential for model improvements, and we suggest both redoing the parameter estimation and reconsidering parts of the model structure for the next WWH version. This first model version clearly indicates challenges in large-scale modelling, usefulness of open data, and current gaps in process understanding. However, we also found that catchment modelling techniques can contribute to advance global hydrological predictions. Setting up a global catchment model has to be a long-term commitment as it demands many iterations; this paper shows a first version, which will be subjected to continuous model refinements in the future. WWH is currently shared with regional/local modellers to appreciate local knowledge.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Étiquettes directes de modèles (non validées)

Étiquettes de catégorie et de devis d'étude par modèle, issues des rondes d'étiquetage. C'est une sortie machine, non validée, et le désaccord entre modèles est livré comme donnée. Aucun devis ici n'est encore validé contre MEDLINE.

BrasCatégoriesDevis d'étudeConfiance
gemmaaucune catégorie
Domaine: non disponible · Genre: Empirique
Porte sur le système de recherche canadien: non · Porte sur un sujet canadien: non
Simulation ou modélisationlow
gptaucune catégorie
Domaine: non disponible · Genre: Méthodes
Porte sur le système de recherche canadien: non · Porte sur un sujet canadien: non
Simulation ou modélisationhigh
modèles en accordL'accord compare des ensembles de catégories et des devis identiques entre les bras.

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,016
Score d'incertitude au seuil0,032

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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.

Tête enseignante Opus0,078
Tête enseignante GPT0,286
Écart entre enseignants0,208 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Étiqueté directement par 2 modèles lisant le dossier complet.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique · Méthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations180
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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