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Enregistrement W7053406739

Using Enhanced Observations to Improve Streamflow Prediction in Cold Mountain River Basins

2024· dissertation· en· W7053406739 sur OpenAlexaboutno aff

Notice bibliographique

RevueUniversity Library (University of Saskatchewan) · 2024
Typedissertation
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueLaser Design and Applications
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésStreamflowSnowPrecipitationAlbedo (alchemy)SnowpackWater cycleData assimilationDrainage basinHydrological modelling
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Many hydrological processes have been altered because of climate change. Unprecedented extreme events have pushed the terrestrial hydrological cycle beyond the historical observations used for model process representation, requiring up-to-date surface and remote sensing observations to be employed in conjunction with modelling systems for optimal hydrological flux estimation. Precipitation forcing, often the largest source of hydrological modelling uncertainty, sets the initial stage for the successful simulation of streamflows. However, precipitation estimates in cold mountain regions undergo high levels of uncertainty due to inadequately designed gauge networks and problems in satellite global products. In addition, more frequent wildfires and heatwaves can compromise albedo process representation in hydrological models since they are based on historical observations. Therefore, the purpose of this Ph.D. thesis is to improve streamflow prediction in cold mountain river basins through precipitation gauging, remote sensing of snowfall and albedo, and assimilation of snow and ice albedo into hydrological prediction models. This Ph.D. thesis has four specific objectives (i) to quantify the uncertainty in gauge network areal precipitation in snowfall-dominated mountain regions; (ii) to improve satellite snowfall estimates in cold mountain regions; (iii) to assess the impact of wildfire soot deposition on snow and ice shortwave energy balance; and (iv) to diagnose the effects of data assimilation on the prediction of streamflow during extreme events. A framework was developed to estimate spatiotemporal and elevational precipitation gauge uncertainty in a large domain of the Canadian Rockies between 1991 and 2020. The framework has identified gauge deployment needs in the region and revealed that the placement of gauges above 2000 m provides the largest (~ 130% decrease) and most widespread (~ 50 km radius) decrease in precipitation gauging uncertainty. A new algorithm was created to estimate snowfall from satellite radar reflectivities. The new algorithm snowfall estimates outperformed current operational products (0.51 increase in correlation) by including particle size distribution information and removing reflectivity attenuation correction that obstructed the observation of light snowfall. A framework was developed to retrieve high spatial resolution albedo from Sentinel-2 images and utilized to assess the impact of wildfire soot deposition in snow and ice energetics of the Columbia Icefield. These albedo estimates have revealed a profound yet contrasting soot-induced decrease in snow (0.05) and ice albedo (0.15). Snow albedo decrease is rapidly recovered by summer snowfall, whereas glacier ice albedo decrease can advance to the next summer due to the growth of soot-feeding algae. These high spatial resolution albedo estimates were used to assess the impact of albedo data assimilation on streamflow predictions during wildfire and heatwave conditions in two Canadian Rockies’ glacierized basins. Albedo data assimilation was capable of improving streamflow simulations during high-activity wildfires (KGE improvement of 0.18-0.20), but was not substantially beneficial during heatwaves. Albedo data assimilation was beneficial during the presence of glacier soot-feeding algae for only one of the basins. These Ph.D. thesis findings have demonstrated that combining improvements in precipitation forcing and albedo monitoring and assimilation into hydrological models can potentially enhance streamflow predictions in cold mountain regions during unprecedented conditions established by climate change.

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)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
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 enseignants0,260
Score d'incertitude au seuil0,517

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
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 Opus0,010
Tête enseignante GPT0,177
Écart entre enseignants0,167 · 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
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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