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Enregistrement W3012632034 · doi:10.5194/hess-24-3951-2020

Future streamflow regime changes in the United States: assessment using functional classification

2020· article· en· W3012632034 sur OpenAlexaff
Manuela I. Brunner, Lieke Melsen, Andrew J. Newman, Andrew W. Wood, Martyn Clark

Notice bibliographique

RevueHydrology and earth system sciences · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueHydrology and Watershed Management Studies
Établissements canadiensUniversity of Saskatchewan
Organismes subventionnairesU.S. Army Corps of EngineersSchweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen ForschungNational Science Foundation
Mots-clésStreamflowHydrographEnvironmental scienceClimate changeClassification schemeFlood mythHydrology (agriculture)Drainage basinClimatologyGeographyComputer scienceGeology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract. Streamflow regimes are changing and expected to further change under the influence of climate change, with potential impacts on flow variability and the seasonality of extremes. However, not all types of regimes are going to change in the same way. Climate change impact assessments can therefore benefit from identifying classes of catchments with similar streamflow regimes. Traditional catchment classification approaches have focused on specific meteorological and/or streamflow indices, usually neglecting the temporal information stored in the data. The aim of this study is 2-fold: (1) develop a catchment classification scheme that enables incorporation of such temporal information and (2) use the scheme to evaluate changes in future flow regimes. We use the developed classification scheme, which relies on a functional data representation, to cluster a large set of catchments in the conterminous United States (CONUS) according to their mean annual hydrographs. We identify five regime classes that summarize the behavior of catchments in the CONUS: (1) intermittent regime, (2) weak winter regime, (3) strong winter regime, (4) New Year's regime, and (5) melt regime. Our results show that these spatially contiguous classes are not only similar in terms of their regimes, but also their flood and drought behavior as well as their physiographical and meteorological characteristics. We therefore deem the functional regime classes valuable for a number of applications going beyond change assessments, including model validation studies or predictions of streamflow characteristics in ungauged basins. To assess future regime changes, we use simulated discharge time series obtained from the Variable Infiltration Capacity hydrologic model driven with meteorological time series generated by five general circulation models. A comparison of the future regime classes derived from these simulations with current classes shows that robust regime changes are expected only for currently melt-influenced regions in the Rocky Mountains. These changes in mountainous, upstream regions may require adaption of water management strategies to ensure sufficient water supply in dependent downstream regions. Highlights. Functional data clustering enables formation of clusters of catchments with similar hydrological regimes and a similar drought and flood behavior. We identify five streamflow regime clusters: (1) intermittent regime, (2) weak winter regime, (3) strong winter regime, (4) New Year's regime, and (5) melt regime. Future regime changes are most pronounced for currently melt-dominated regimes in the Rocky Mountains. Functional regime clusters have widespread utility for predictions in ungauged basins and hydroclimate analyses.

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

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,475
Score d'incertitude au seuil0,403

Scores Codex et Gemma par catégorie

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

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 Opus0,048
Tête enseignante GPT0,254
Écart entre enseignants0,206 · 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

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

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

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

En bref

Citations94
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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