Comment on egusphere-2022-690
Creators
- 1. École Polytechnique
- 2. Centre National de la Recherche Scientifique
- 3. Institute of Astronomy and Space Physics
- 4. Institut Pierre-Simon Laplace
- 5. Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives
- 6. CEA Saclay
- 7. Milieux environnementaux, transferts et interactions dans les hydrosystèmes et les sols
Description
Abstract. Land Surface Models (LSMs) use the atmospheric grid as their basic spatial decomposition because their main objective is to provide the lower boundary conditions to the atmosphere. Lateral water flows at the surface on the other hand require a much higher spatial discretization as they are closely linked to topographic details. We propose here a methodology to automatically tile the atmospheric grid into hydrological coherent units which are connected through a graph. As water is transported on sub-grids of the LSM, land variables can easily be transferred to the routing network and advected if needed. This is demonstrated here for temperature. The quality of the river networks generated, as represented by the connected hydrological transfer units, are compared to the original data in order to quantify the degradation introduced by the discretization method. The conditions the sub-grid elements impose on the time step of the water transport scheme are evaluated and a methodology is proposed to find an optimal value. Finally the scheme is applied in an off-line version of the ORCHIDEE LSM over Europe to show that realistic river discharge and temperatures are predicted over the major catchments of the region. The simulated solutions are largely independent of the atmospheric grid used thanks to the proposed sub-grid approach.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
الملخص: تستخدم نماذج سطح الأرض (LSMs) شبكة الغلاف الجوي كتحلل مكاني أساسي لأن هدفها الرئيسي هو توفير ظروف الحدود الدنيا للغلاف الجوي. من ناحية أخرى، تتطلب تدفقات المياه الجانبية على السطح تقطيعًا مكانيًا أعلى بكثير لأنها ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالتفاصيل الطبوغرافية. نقترح هنا منهجية لتجانب شبكة الغلاف الجوي تلقائيًا في وحدات متماسكة هيدرولوجية متصلة من خلال رسم بياني. نظرًا لأنه يتم نقل المياه على شبكات فرعية من LSM، يمكن بسهولة نقل متغيرات الأرض إلى شبكة التوجيه وتوصيلها إذا لزم الأمر. يظهر هذا هنا بالنسبة لدرجة الحرارة. تتم مقارنة جودة شبكات الأنهار المتولدة، كما تمثلها وحدات النقل الهيدرولوجي المتصلة، بالبيانات الأصلية من أجل تحديد مقدار التدهور الذي أدخلته طريقة التقطيع. يتم تقييم الشروط التي تفرضها عناصر الشبكة الفرعية على الخطوة الزمنية لمخطط النقل المائي ويتم اقتراح منهجية لإيجاد القيمة المثلى. أخيرًا، يتم تطبيق المخطط في إصدار غير متصل بالإنترنت من ORCHIDEE LSM فوق أوروبا لإظهار أنه يتم التنبؤ بتصريف الأنهار ودرجات الحرارة الواقعية فوق مستجمعات المياه الرئيسية في المنطقة. الحلول المحاكاة مستقلة إلى حد كبير عن الشبكة الجوية المستخدمة بفضل نهج الشبكة الفرعية المقترح.Translated Description (French)
Résumé. Les modèles de surface terrestre (LSM) utilisent la grille atmosphérique comme décomposition spatiale de base car leur objectif principal est de fournir les conditions limites inférieures à l'atmosphère. D'autre part, les écoulements d'eau latéraux à la surface nécessitent une discrétisation spatiale beaucoup plus élevée car ils sont étroitement liés aux détails topographiques. Nous proposons ici une méthodologie pour carreler automatiquement la grille atmosphérique en unités hydrologiques cohérentes qui sont reliées par un graphique. Comme l'eau est transportée sur les sous-réseaux du LSM, les variables foncières peuvent facilement être transférées au réseau de routage et advectés si nécessaire. Ceci est démontré ici pour la température. La qualité des réseaux fluviaux générés, représentée par les unités de transfert hydrologique connectées, est comparée aux données d'origine afin de quantifier la dégradation introduite par la méthode de discrétisation. Les conditions que les éléments de sous-grille imposent sur le pas de temps du schéma de transport par eau sont évaluées et une méthodologie est proposée pour trouver une valeur optimale. Enfin, le schéma est appliqué dans une version hors ligne du LSM ORCHIDEE sur l'Europe pour montrer que des débits et des températures réalistes sont prévus sur les principaux bassins versants de la région. Les solutions simulées sont largement indépendantes de la grille atmosphérique utilisée grâce à l'approche de sous-grille proposée.Translated Description (Spanish)
Resumen. Los modelos de superficie terrestre (LSM) utilizan la cuadrícula atmosférica como su descomposición espacial básica porque su objetivo principal es proporcionar las condiciones de límite inferior a la atmósfera. Por otro lado, los flujos laterales de agua en la superficie requieren una discretización espacial mucho mayor, ya que están estrechamente vinculados a los detalles topográficos. Aquí proponemos una metodología para dividir automáticamente la cuadrícula atmosférica en unidades coherentes hidrológicas que se conectan a través de un gráfico. A medida que el agua se transporta en subredes del LSM, las variables terrestres se pueden transferir fácilmente a la red de enrutamiento y avanzar si es necesario. Esto se demuestra aquí para la temperatura. La calidad de las redes fluviales generadas, representada por las unidades de transferencia hidrológica conectadas, se compara con los datos originales para cuantificar la degradación introducida por el método de discretización. Se evalúan las condiciones que los elementos de la subred imponen en el paso de tiempo del esquema de transporte de agua y se propone una metodología para encontrar un valor óptimo. Finalmente, el esquema se aplica en una versión fuera de línea del ORCHIDEE LSM en Europa para mostrar que se predicen descargas y temperaturas fluviales realistas en las principales cuencas de captación de la región. Las soluciones simuladas son en gran medida independientes de la red atmosférica utilizada gracias al enfoque propuesto de subred.Files
egusphere-2022-690.pdf.pdf
Files
(8.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:f6134cd6eec7beae310a4751b3a191c5
|
8.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التعليق على egusphere -2022-690
- Translated title (French)
- Commentaire sur egusphere-2022-690
- Translated title (Spanish)
- Comentario en egusphere-2022-690
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4307421798
- DOI
- 10.5194/egusphere-2022-690-rc1