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Enregistrement W4321995122 · doi:10.5194/egusphere-egu23-9829

Evaluating global hydrological-process modelling beyond river discharge observations

2023· preprint· en· W4321995122 sur OpenAlexaboutno aff
Rafael Pimentel, Louise Crochemore, Jafet Andersson, Berit Arheimer

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueHydrology and Watershed Management Studies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésEquifinalityEvapotranspirationEnvironmental scienceStreamflowWater cycleWater balanceClimatologyCatchment hydrologySnowHydrological modellingWater resourcesHydrology (agriculture)Drainage basinMeteorologyComputer scienceGeographyGeology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Catchment modelling of water balance components is nowadays done at high spatial resolution for continental and global scales, thanks to the increasing computational capacity and the growing trend towards open data. One of these process-based models is the World-Wide HYPE (WW-HYPE; Arheimer et al., 2020), which was set-up by a stepwise calibration strategy to avoid equifinality when using streamflow data for parameter estimation. In this presentation we suggest to further evaluate whether the model is right for the right reason by comparing internal variables against independent Earth Observations (EO). We then assume that the results are robust if the two different sources of data reveal the same results. This approach could become a new standard method today for evaluating continuous process-based global models as there are numerous EO products representing various hydrological variables, most of them covering at least the last decade.We propose to compare three aspects when evaluating robustness in global hydrological variables: i) long-term means, ii) seasonal variability through monthly means, and iii) equifinality by comparing model-streamflow performance versus internal variable performance.We applied this method by comparing six hydrological variables (potential and actual evapotranspiration, snow cover, snow water equivalent, soil moisture or changes in water storages) from EO-products (based on MODIS, GlobSnow, ESA-CCI Soil Moisture and GRACE) with WWH variables for the time-period 2000-2014 (Pimentel et al, 2023). We then found that the general patterns in the hydrological cycle show good agreement between catchment modelling and EO at the global scale, although some months in water-storage changes differed. These dissimilarities indicate that hydrological variables above the ground and earlier in the flow path are more robust than the sub-surface downstream processes, such as soil moisture distribution and water-storage changes, which reflect more complex processes that can be challenging to describe both by hydrological models and satellite sensors. Regarding geographical distribution, there is a larger spread in results from regions with extreme characteristics, such as cold regions (Canadian prairies), arid regions (western USA, deserts), highly forested areas (Amazonas), and transition zones (Sahel and Mediterranean Basin). This indicate that the particularity of these regions calls for specific regional modelling and monitoring approaches rather than continental or global approaches.On the contrary, in temperate regions at mid-latitudes, e.g., eastern USA and central Europe, almost all the hydrological variables were found robust. With respect to equifinality, overall, there were no indication on good discharge performance and bad internal model representation. The exercise shows the potential in using EO products for model evaluation beyond traditional river-discharge observations from gauges, to first assess the robustness of hydrological variables and second to determine which processes should be better represented in model parameterisation, without forgetting that EO products are not a ground truth and are also assigned with uncertainties. References:Arheimer et al., 2020: Global catchment modelling using World-Wide HYPE (WWH), open data and stepwise parameter estimation, HESS 24, 535–559, https://doi.org/10.5194/hess-24-535-2020Pimentel et al., 2023: Assessing Robustness in Global Hydrological Modelling through EO Comparisons, HSJ (in review)

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 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)0,004
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,006
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: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,019

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0040,006
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,160
Tête enseignante GPT0,345
Écart entre enseignants0,185 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

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

Citations0
Publié2023
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