Häftig nederbörd och urbanhydrologiska prognoser

Hydrologiska processer påverkas starkt av häftig nederbörd och det finns behov av bättre förståelse för hur häftig nederbörd beskrivs i observationer, prognoser och klimatprojektioner. Det behövs också en förbättrad metodik för att kombinera olika källor till integrerade produkter som senare kan användas i hydrologisk modellering och urbanhydrologiska prognoser. Detta är ett forskningsområde vi fokuserar långsiktigt på.

Häftig nederbörd

Bakgrund

De flesta hydrologiska processer påverkas (starkt) av häftig nederbörd.

Tillförlitliga nederbördsdata är därför en förutsättning för god hydrologisk modellering, på alla skalor, som dock är svår att uppfylla. Olika typer av observationer (station, radar, griddade produkter, etc.) såväl som prognoser (deterministiska, ensembler, etc.) med olika tidshorisont (timmar, dygn, veckor, årstider, dekader, sekel) har olika styrkor och svagheter vilka leder till osäkerheter och fel.Det finns behov av bättre förståelse för hur häftig nederbörd beskrivs i observationer och prognoser (inkl. klimatprojektioner) samt förbättrad metodik för att kombinera olika källor till integrerade produkter.   

Forskningsfrågor

  • Med vilken noggrannhet är häftig nederbörd beskriven i olika typer av observationer och prognoser?
  • Hur kan olika typer av observationer och prognoser kombineras och korrigeras för att minska osäkerheten?

Innehåll

  • Analysera nederbördsdata av olika typer, med fokus på hög upplösning i tid och rum samt ny teknik (radar, mikrovågslänkar, m.m.).
  • Utvärdera nya högupplösta nederbördsprognoser och klimatprojektioner med fokus på häftig nederbörd och resulterande hydrologiska konsekvenser.
  • Utveckla metodik för att minska osäkerheter genom att t.ex. kombinera olika typer av observationer och att korrigera prognoser och projektioner.

Urbanhydrologiska prognoser

Bakgrund

Hydrologisk simulering och prognosering vid SMHI sker idag med tidssteget 1 dygn, vilket begränsar möjligheterna att beskriva hastiga och kortvariga flödesförändringar. Denna begränsning är mest påtaglig i små, branta, kala avrinningsområden samt framför allt i städer med stor andel hårdgjord yta.

I S-HYPE är den rumsliga upplösningen tillräcklig för att hantera dessa typer av områden men det finns behov av utveckling mot kortare tidssteg, ner till tim-skala. Det finns också ett behov att utveckla HYPEs beskrivningar av markanvändning och flödesdynamik i urban miljö.

Forskningsfrågor

  • Vilket mervärde kan erhållas genom att använda ett kort tidssteg (1 timme) vid simulering och prognosering med hydrologisk modell (HYPE), jämfört med ett längre tidssteg (1 dygn)?
  • Hur kan en hydrologisk modell (HYPE) utvecklas för att leverera tillförlitliga flödesprognoser med kort tidssteg i urban miljö? 

Innehåll

  • Ta fram högupplösta databaser med nederbörd, temperatur och vattenföring (inkl. metodutveckling vid behov) för kalibering och simulering av högupplöst S-HYPE.
  • Utvärdera simulerade och prognoserade flöden från högupplöst S-HYPE med fokus på urbana avrinningsområden.
  • Förbättra beskrivningen av urban miljö i HYPE, t.ex. genom nya datakällor eller genom att använda koncept från rent urbanhydrologiska/hydrauliska modeller.