Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Xωρικά κατανεμημένη παραμετροποίηση του συστήματος διόδευσης Total Runoff Integrating Pathways (TRIP) για βελτιωμενη διόδευση απορροής σε παγκόσμια κλίμακα

Tsilimigkras Athanasios

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Τα παγκόσμια μοντέλα χερσαίων διεργασιών (Land Surface Models), προσομοιώνουν διάφορες διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στην επιφάνεια του εδάφους, σχετικές με το ισοζύγιο ενέργειας, τον υδρολογικό κύκλο, τον κύκλο του άνθρακα κ.ά. Έχουν αναπτυχθεί για μία πληθώρα εφαρμογών, μεταξύ αυτών η αξιολόγηση του αντίκτυπου της αλλαγής μιας συγκεκριμένης διαδικασίας στο συνολικό οικοσύστημα, π.χ. του αντίκτυπου της κλιματικής αλλαγής στην υδρολογία και της μελέτης πιθανών αλληλεπιδράσεων.Λόγω της μεγάλης πολυπλοκότητάς τους, η εξέλιξη αυτών των μοντέλων είναι μια διαρκής και εργώδης διαδικασία, όπως για παράδειγμα η περίπτωση του μοντέλου JULES (Joint UK Land Environment Simulator), που αναπτύχθηκε και εξελίσσεται από μια ευρεία κοινότητα ερευνητών. Είναι γεγονός, ότι παρόλο το υψηλό επίπεδο εξέλιξης του μοντέλου, ορισμένες διεργασίες αντιμετωπίζουν φειδωλή παραμετροποίηση. Μία από αυτές τις διεργασίες είναι η διόδευση της επιφανειακής απορροής, όπως αυτή προσομοιώνεται από το υπό-σύστημα TRIP (Total Runoff Integrating Pathways). Στην παγκόσμιας κλίμακας παραμετροποίησή του το TRIP χρησιμοποιεί ενιαία χαρακτηριστικά ταχύτητας απορροής και μαιανδρισμού για όλη τη χερσαία επιφάνεια της γης, ανεξαρτήτως των πραγματικών φυσιογραφικών ιδιαιτεροτήτων κάθε περιοχής. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η βελτίωση της διόδευσης της επιφανειακής απορροής, μέσω της βελτιστοποίησης των παραμέτρων ταχύτητας ροής και συντελεστή μαιανδρισμού, σε ένα δείγμα 360 λεκανών απορροής, και η έπειτα συσχέτιση αυτών με φυσιογραφικά χαρακτηριστικά της εκάστοτε λεκάνης, με στόχο τη δυνατότητα γενίκευσης σε παγκόσμια κλίμακα. Τα δεδομένα που υποστήριξαν την ανάπτυξη της μεθοδολογίας βελτιστοποίησης ήταν καταγεγραμμένες παροχές από την παγκόσμια βάση GRDC και φυσιογραφικά χαρακτηριστικά του HydroATLAS. Ένα παραγοντικό πείραμα εκτελέστηκε, μελετώντας συνδυαστικά είκοσι τιμές ταχύτητας ροής και δώδεκα συντελεστές μαιανδρισμού, καταλήγοντας σε 198 προσομοιώσεις. Ο δείκτης Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE) χρησιμοποιήθηκε για την αξιολόγηση των παροχών του μοντέλου για κάθε σετ παραμέτρων διόδευσης. Αναπτύχθηκαν δύο μέθοδοι βελτιστοποίησης, με την πρώτη να επιλέγει το σετ με την καλύτερη βελτίωση του NSE σε σχέση με την απόκλιση των παραμέτρων από τις προκαθορισμένες, και τη δεύτερη να αναθέτει ενιαία τιμή παραμέτρων βάσει κατηγοριοποίησης των λεκανών. Στη συνέχεια, με τη χρήση ενός νευρωνικού δικτύου προσαρμογής και ενός κατηγοριοποίησης, για κάθε μέθοδο αντίστοιχα, συσχετίστηκαν οι βέλτιστες παράμετροι διόδευσης με φυσιογραφικά χαρακτηριστικά κάθε λεκάνης. Τα εκπαιδευμένα νευρωνικά δίκτυα, εφαρμόσθηκαν στις λεκάνες απορροής του HydroATLAS για την παρέκταση της εκάστοτε μεθόδου σε παγκόσμια κλίμακα.Τα χωρικά κατανεμημένα βέλτιστα σετ παραμέτρων διόδευσης, από κάθε μέθοδο, είναι διαθέσιμα για εισαγωγή στο υπό-σύστημα TRIP, προσφέροντας τη δυνατότητα βελτιωμένης διόδευσης της παγκόσμιας απορροής, καθώς και της συνολικής αναπαράστασης του υδρολογικού κύκλου του JULES.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες