Storskalig, högupplöst hydrologisk modellering

En storskalig hydrologisk modell är en modelltillämpning utvecklad och använd för stora regioner. Den omfattar många avrinningsområden, är gränsöverskridande (lokalt, regionalt och globalt) och sträcker sig över ett antal olika geografiska och klimatologiska zoner.Den ökande tillgången till regionala och globala databaser samt ökade datorprocessorhastigheter har gjort det möjligt att tillämpa och använda traditionella högupplösta hydrologiska och närsaltsmodeller över de här stora skalorna.

De storskaliga hydrologiska modellerna som utvecklats vid SMHI använder den rumsliga fördelningen av topografi, mark, vegetation och näringsämnen för att simulera hydrologiska- och närsaltsvariabler.
 

Storskaliga modeller är gränsöverskridande

Enhetliga indata från lättillgängliga globala databaser, en enhetlig metod för att sätta upp modelltillämpningar, samt en enda parameteruppsättning används över hela regionen. Detta garanterar en homogen modell för vilken alla floder och vattendrag behandlas lika, d v s även de gränsöverskridande.
 

Hög upplösning

En hög rumslig upplösning ger en detaljerad beskrivning vad gäller så väl topografi, markanvändning, näringsämnen och jordtyper som den hydrometeorologiska drivdatan (främst temperatur och nederbörd). Dessa variabler kan variera kraftigt, särskilt i bergsområden och där konvektiva, småskaliga regn är betydande.
 

Modellerade områden

Sammanfattande information om alla modellerna beskrivs på sidan om våra Modellsystem.Modellerna bygger på den hydrologiska modellen HYPE.
 

Vad kan resultaten användas till?

Resultat från de här modellerna kan användas för många olika ändamål:
Avrinning och näringsämnestillförseln ifrån land till kustområde kan användas för att undersöka sötvatten och näringsämnenas tillströmning till havet.

Resultaten för avrinning och närsaltsbelastning i alla punkter inom modelldomänen kan användas för karakterisering av vattenstatus, upprättande av miljömål, planering för åtgärder och utveckling av övervakning av strategier för Vattendirektivet (WFD).

Samtliga resultat kan användas för att karakterisera riskerna för översvämningar och torka. Modellerna kan också användas för att beskriva variationerna med avseende på hydrologiska variabler och vattenkvalitet i nuvarande klimat, men kan också drivas med hjälp av klimatmodelldata för att förutsäga framtida förhållanden.
 

Viktigt verktyg

Verktyget World Hydrological Input Set-up Tool(WHIST) kan användas för att sätta upp HYPE för valfritt avrinningsområde genom att utnyttja globala geografiska databaser.
 

Kommande forskningsutmaningar

Forskningsutmaningar specifika för storskaliga tillämpningar av hydrologiska och näringsämnen modeller inkluderar:

• Utvärdera och korrigera nederbörd- och temperaturprodukter för stora regioner
• Utvärdera och förbättra topografiska databaser och sk "river routing-nätverk" (t.ex. HYDRO1K, HYDROSHEDS) vilka används för att simulera hydrologiska variabler på olika skalor över stora regioner
• Nya metoder för enhetlig kalibrering av distribuerade modeller över stora regioner
• Nya metoder för utvärdering respektive validering av modeller över många mätstationer och många markanvändningar, jord-typer och klimatzoner
• Nya metoder för att använda klimatmodeller,  nederbörd och temperatur för storskalig hydrologisk modellering