Use este identificador para citar ou linkar para este item:
https://repositorio.inpa.gov.br/handle/1/39119| Título: | Previsões Hidroclimáticas Intrasazonais para a Bacia do Rio Madeira |
| Título(s) alternativo(s): | Intrasazonal Hydroclimatic Predictions for the Madeira River Basin |
| Autor: | Gomes, Weslley |
| Orientador: | Correia, Francis |
| Coorientador: | Satyamurty, Prakki |
| Palavras-chave: | Madeira River basin Ensemble intra-seasonal prediction Eta Regional Model Bias correction |
| Data do documento: | 20-Dez-2022 |
| Editor: | Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA |
| Programa: | Clima e Ambiente - CLIAMB |
| Abstract: | Extremes of precipitation and runoff in the Madeira River Basin adversely affect economic and social activities in the Northern Region of Brazil. The atmospheric and hydrological models used for forecasting over the basin region were evaluated in order to improve their operational capabilities and practical utility. In view of this, the regional model Eta (CPTEC, INPE) and the Large Basin Hydrological Model (MGB IPH) are prepared to operate in "ensemble mode" for intraseasonal forecasting. We sought to investigate the ability of ensemble forecasts of precipitation to contribute to the skill of flow forecasting in the Madeira River basin, for an intraseasonal horizon (up to 30 days ahead). The ensemble intraseasonal forecasts produced by dynamic downscaling with the Eta Regional model have satisfactory skill. The skill of the ensemble average is better than that of individual members for forecasts of up to 15 days lead time. Members with the Betts-Miller-Janjic relaxation technique produced better results. The forecasts of members using the Kain-Fritsch scheme showed larger deviations from observations. Substantial improvements in skill are obtained through bias correction. This is the first work to attempt dynamic downscaling over the Madeira Basin on the intraseasonal time scale for a 10-year period. After the evaluation of the atmospheric variables with the regional Eta model, an ensemble hydrological forecasting system was developed for the Madeira River Basin, the largest sub-basin in the Amazon, and its performance is analyzed for up to 30 days lead time under different hydrometeorological conditions of low, medium and high river flow. Results from the regional Eta precipitation model and climatological data from a global observational dataset served as input to the large-scale hydrological model. The results are compared with observed data using verification metrics and combining deterministic, category, and probabilistic measures. The Eta regional model precipitation output without bias correction produced large deviations in hydrologic estimates. Correction of precipitation bias through a quantile mapping technique improved and produced consistent results, and the hit rate obtained from the ROC diagram was greater than 70%. The model has the ability to discriminate between high, medium, and low flow situations. The model performance for larger catchment areas is better than for smaller basins. It is expected that the dynamic-statistical prediction system developed and studied here will increase the efficiency of decision making for flood and drought situations in the largest tributary of the Amazon. |
| Resumo: | Extremos de precipitação e escoamento na bacia do rio Madeira afetam adversamente as atividades econômicas e sociais na Região Norte do Brasil. Os modelos atmosféricos e hidrológicos utilizados para a previsão sobre a região da bacia foram avaliados a fim de melhorar suas capacidades operacionais e utilidade prática. Tendo isso em vista, o modelo regional Eta (CPTEC, INPE) e o Modelo Hidrológico de Grande Bacia (MGB IPH) estão preparados para funcionar em “modo conjunto” para previsão intrasazonal. Buscou-se investigar sobre a capacidade de previsões de precipitação por conjunto em contribuir para a destreza da previsão de vazão na bacia do rio Madeira, para um horizonte intrasazonal (até 30 dias à frente). As previsões intrasazonais por conjunto produzidas pelo downscaling dinâmico com o modelo Regional Eta têm habilidade satisfatória. A habilidade da média do conjunto é melhor do que as previsões de lead time de até 15 dias dos membros individuais. Membros com a técnica de relaxamento de Betts-Miller-Janjic produziram melhores resultados. As previsões dos membros que utilizaram o esquema Kain-Fritsch apresentaram maiores desvios das observações. Melhorias substanciais na habilidade são obtidas através da correção de viés. Este é o primeiro trabalho de tentativa de downscaling dinâmico sobre a Bacia do Madeira na escala de tempo intrasazonal por um período de 10 anos. Após a avaliação das variáveis atmosféricas com o modelo regional Eta, foi desenvolvido um sistema de previsão hidrológico por conjunto para a bacia do rio Madeira, a maior sub-bacia da Amazônia e seu desempenho é analisado para um prazo de antecedência de até 30 dias sob diferentes condições hidrometeorológicas de baixa, média e alta vazão fluvial. Os resultados do modelo regional Eta de precipitação e dados climatológicos de um conjunto de dados de observação global serviram como entrada para um modelo hidrológico de grande escala. Os resultados são comparados com os dados observados, usando métricas de verificação e combinando medidas determinísticas, categorias e probabilísticas. A saída de precipitação do modelo regional Eta sem correção de viés produziu grandes desvios nas estimativas hidrológicas. A correção do viés de precipitação por meio de uma técnica de mapeamento quantíl melhorou e produziram resultados consistentes, e a taxa de acerto obtida no diagrama ROC foi superior a 70%. O modelo tem a capacidade de discriminar entre situações de vazão alta, média e baixa. O desempenho do modelo para áreas de captação maiores é melhor do que para bacias menores. Espera-se que o sistema de previsão dinâmico-estatístico desenvolvido e estudado aqui aumente a eficiência da tomada de decisão para situações de cheias e secas no maior afluente do Amazonas. |
| Aparece nas coleções: | Doutorado - Cliamb |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| TESE WESLLEY BRITO GOMES.pdf | Previsões Hidroclimáticas Intrasazonais para a Bacia do Rio Madeira | 2,66 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons
