Exploration Opérationnelle de la Prévision Hydrologique D'ensemble Avec Assimilation Automatique de Données PDF Download
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Author: Mabrouk Abaza
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Author: Mabrouk Abaza
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Author: Jing Xu
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Pages : 114
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Les simulations et prévisions hydrologiques sont sujettes à diverses sources d'incertitudes, qui sont malheureusement inévitables. La cascade d'incertitude provient de différentes composantes de la chaîne de prévision, telles que la nature chaotique de l'atmosphère, diverses conditions initiales et limites, une modélisation hydrologique conceptuelle nécessairement inexacte et des paramètres stationnaires incohérents avec un environnement en mutation. La prévision d'ensemble s'avère un outil puissant pour représenter la croissance des erreurs dans le système dynamique et pour capter les incertitudes associées aux différentes sources. Thiboult et al. (2016) ont construit un grand ensemble de 50,000 membres qui tient compte de l'incertitude des prévisions météorologiques, de celle des conditions initiales et l’incertitude structurale. Ce vaste ensemble de 50,000 membres peut également être séparé en sous-composants afin de démêler les trois principales sources d’incertitude mentionnées ci-dessus. Emixi Valdez a donc généré un autre H-EPS multimodèles et calibré pour différents bassins hydrographiques suivant un modèle similaire. Cependant, les résultats obtenus ont été simplement agrégés, en considérant les membres équiprobables. Bien que les systèmes de prévision hydrologique multimodèles puissent être considérés comme un système très complet, ils sont néanmoins exposés à d'autres incertitudes. Par exemple, les prévisions météorologiques des recherches de Thiboult et al. (2016) ont été pré-testées sur certains bassins versants. Ces tests ont montré que les performances dues à l'assimilation de données s'estompent rapidement avec l’horizon de prévision. De plus, en réalité, les utilisateurs peuvent ne pas être en mesure d’utiliser parfaitement tous les outils de prévision (c’est-à-dire les prévisions météorologiques d’ensemble, l’assimilation de données et le schéma multimodèle) conjointement. Par conséquent, il existe toujours une place pour l'amélioration permettant d'augmenter la fiabilité et la résolution des prévisions grâce à un post-traitement statistique approprié. L'objectif global de cette recherche est d'explorer l'utilisation appropriée et les compétences prévisionnelles de divers algorithmes statistiques afin de post-traiter séparément les prévisions de débit provenant d’un modèle unique ainsi que les prévisions multimodèles. Premièrement, nous avons testé l’efficacité de méthodes depost-traitement telles que le Affine Kernel Dressing (AKD) et le Non-dominated sorting genetic algorithm II (NSGA-II) en comparant les prévisions post-traitées par ces méthodes aux soties brutes de systèmes de prévision à modèle unique. Ces deux méthodes sont théoriquement / techniquement distinctes, mais partagent toutefois la même caractéristique, à savoir qu’elles ne nécessitent pas d’hypothèse paramétrique concernant la distribution des membres de la prévision d’ensemble. Elles peuvent donc être considérées comme des méthodes de post-traitement non paramétriques. Dans cette étude, l'analyse des fronts de Pareto générés avec NSGA-II a démontré la supériorité de l'ensemble post-traité en éliminant efficacement les biais des prévisions et en maintenant une bonne dispersion pour tous les horizons de prévision. Deux autres méthodes de post-traitement, à savoir le Bayesian Model Averaging (BMA) et le Copula-BMA, ont également été comparées. Ces deux méthodes ont permis d’obtenir des distributions prédictives à partir de prévisions de débit journalier émises par cinq systèmes de prévision d'ensemble hydrologiques différents. Les poids obtenus par la méthode du BMA quantifient le niveau de confiance que l'on peut avoir à l'égard de chaque modèle hydrologique candidat et conduisent à une fonction de densité prédictive (PDF) contenant des informations sur l'incertitude. Le BMA améliore la qualité globale des prévisions, principalement en maintenant la dispersion de l'ensemble avec l’horizon de prévision. Il a également la capacité d’améliorer la fiabilité des systèmes multimodèles qui n’incluent que deux sources d’incertitudes. Le BMA est donc efficace pour améliorer la fiabilité et la résolution des prévisions hydrologiques. Toutefois, le BMA souffre de limitations dues au fait que les fonctions de densité de probabilité conditionnelle (PDF) doivent suivre une distribution paramétrique connue (ex., normale, gamma). Par contre, le modèle prédictif Copula-BMA ne requiert pas une telle hypothèse et élimine aussi l'étape de transformation de puissance, qui est nécessaire pour le BMA. Dans cette étude, onze types de distributions marginales univariées et six fonctions de copule de différents niveaux de complexité ont été explorés dans un cadre Copula-BMA. Cela a permis de représenter de manière exhaustive la structure de dépendance entre des couples de débits prévus et observés. Les résultats démontrent la supériorité du Copula-BMA par rapport au BMA pour réduire le biais dans les prévisions et maintenir une dispersion appropriée pour tous les horizons de prévision.
Author: Fabian Tito Arandia Martinez
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Languages : fr
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Book Description
L'incertitude liée aux conditions météorologiques est une des grandes problématiques de la prévision hydrologique. L'incertitude inhérente aux prévisions hydrologiques est due aux nombreuses manipulations qu'il faut effectuer pour transformer l'intrant météorologique en débit prévu pour un site en particulier. D'autre part, l'incertitude liée aux prévisions météorologiques est due aux conditions initiales et à la modélisation des phénomènes physiques. Les conditions initiales d'un modèle météorologique sont incertaines car on ne peut connaître avec exactitude l'état de l'atmosphère à un moment donné. De plus, les modèles sont des simplifications des phénomènes physiques complexes de l'atmosphère. En fait, une prévision de débit est l'aboutissement d'un processus de traitement des données impliquant les modèles de prévision météorologiques, des méthodes de pré-traitement (Zalachori, Ramos, Gar ̧con, Mathevet, & Gailhard, 2012), des modèles hydrologiques, des méthodes de post-traitement et des modèles d'aide à la décision. Évidemment, les modèles sont des simplifications de phénomènes physiques complexes et comportent eux aussi une part d'incertitude inhérente aux processus représentés. La modélisation atmosphérique est un processus dynamique (Lorenz, 1963) et difficilement prévisible de par sa sensibilité aux états initiaux du modèle. De ce fait, les météorologues s'efforcent depuis les années 90 à considérer les différentes sources d'incertitude telle celle sur les conditions initiales et celle sur les paramètres dans les modèles atmosphériques. Ce changement de paradigme ne s'est cependant pas tout a fait complété dans le domaine de la prévision hydrologique opérationnelle. En effet, plusieurs centres continuent à se baser sur la méthodologie déterministe pour émettre leurs prévisions. Ceci est du notamment à la difficulté à prévoir des évènements de pluie par les modèles atmosphériques. Étant donné que les préciipitations sont des phénomènes très localisés, il est difficile de prévoir leur lieu exact d'occurrence. De plus, les précipitations, qu'elles soient liquides ou sous forme de neige, sont les variables d'entrée les plus importants d'un modèle hydrologique. Heureusement, malgré les difficultés mentionnées précédemment, la capacité de représenter les évènements de précipitation s'est grandement améliorée à travers les années. Un nombre croissant d'agences hydrologiques à travers le monde utilisent les prévisions d'ensemble dans un cadre opérationnel, notamment le EFAS (European Flood Alert System) (Thielen, Bartholmes, Ramos, De Roo, et al., 2008). Il est clair que le processus de production des prévisions hydrologiques contient plusieurs sources d'incertitude qui peuvent entraîner de graves conséquences pour les prévisions subséquentes. Il est scientifiquement plus correct de considérer et de traiter l'incertitude du modèle que de se limiter à des prévisions qui ne la considèrent pas. De l'acceptation de cette incertitude est née l'approche probabiliste. Cette approche nécessite donc de créer des membres à partir d'états initiaux perturbés. Cette procédure était impossible il y a une trentaine d'années par la capacité de calcul informatique qu'elle nécessite. De nos jours, la prévision météorologique probabiliste est la norme et est effectuée différemment pour chacun des centres météorologiques mondiaux. De plus, la résolution spatiale de ces prévisions données sous forme de grilles s'est grandement améliorée de manière à ce qu'elle soit adéquate pour la prévision hydrologique. La résolution spatiale plus fine des grilles de prévision permet de mieux décrire le champs de précipitation sur le bassin et donc d'améliorer la prévision hydrologique. Le premier objectif de ce projet de maîtrise est une analyse de l'inclusion de deux sources d'incertitude dans le processus de production de prévisions hydrologiques soit celle du choix de modèle atmosphérique ainsi que celle des conditions initiales et de la représentation physique de l'atmosphère. L'approche multi-modèle météorologique sera évaluée pour l'émission des prévisions d'ensemble hydrologiques. Cette analyse a pour but de comparer la performance d'un système de prévision multi-modèle météorologique avec la méthodologie couramment en vigueur chez Hydro-Québec qui est plutôt basée sur la climatologie. Le deuxième objectif est de tester une méthode de post-traitement multi-modèle appelée le "Bayesian Model Averaging" (BMA) pour combiner les prévisions multi-modèles en une seule distribution prédictive. Le BMA permettra aussi d'attribuer à chaque modèle atmosphérique un poids représentatif de sa crédibilité déterminée lors d'une période d'entraînement. Des prévisions météorologiques provenant des modèles atmosphériques canadiens, américains et européens serviront à produire des prévisions hydrologiques sur trois bassins versants québécois soit La-Grande 4, Outardes 4 et Baskatong. Les performances de ces prévisions seront ensuite comparées à celle des prévisions opérationnelles brutes provenant d'Hydro-Québec. Ce mémoire de maîtrise se divise en 5 chapitres soit la problématique, la revue de littérature, l'approche méthodologique, la présentation des résultats et la conclusion.
Author: Shakeel Ahmed
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 140206540X
Category : Science
Languages : en
Pages : 265
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Book Description
This book contains the results and findings of the advanced research carried out in a pilot area with a thorough investigation of the structure and functioning of an aquifer in a granitic formation. It characterizes the hard rock aquifer system and examines its properties and behavior as well as systematically details the geophysical, geological and remote sensing applications to conceptualize such an aquifer system.
Author: André Heck
Publisher: Springer
ISBN: 9780792365105
Category : Language Arts & Disciplines
Languages : en
Pages : 813
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Book Description
When working in the highly technical fields of astronomy and the related space sciences, the practitioner is constantly confronted with a baffling array of different abbreviations, acronyms, contractions, and symbols. The identification and differentiation of these terms is a task which, all too often, can prove to be a near impossible one. With over 140,000 separate dictionary-style entries, and over 20 years in collation, StarBriefs 2001 represents the most comprehensive and accurately validated collection of abbreviations, acronyms, contractions, and symbols within astronomy, related space sciences and other related fields. As such, this invaluable reference source (and its companion volume, StarGuides 2001 should be on the reference shelf of every library, organisation or individual with any interest in these areas. Besides astronomy and space sciences, related fields such as aeronautics, aeronomy, astronautics, atmospheric sciences, chemistry, communications, computer sciences, data processing, education, electronics, engineering, energetics, environmental, geodesy, geophysics, information handling, management, mathematics, meteorology, optics, physics, remote sensing, and so on, are also covered when justified. In addition, there are separate sections devoted to Greek letters, mathematical symbols, special signs and characters, as well as to entries with a numerical prefix. Finally, terms in common use and/or of general interest have also been included where appropriate.
Author: Vujica M. Yevjevich
Publisher:
ISBN: 9781887201773
Category : Hydrology
Languages : en
Pages : 276
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Book Description
Author: International Livestock Research Institute
Publisher: ILRI (aka ILCA and ILRAD)
ISBN: 9789291460038
Category : Animal industry
Languages : en
Pages : 268
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Policy concepts; Identification of policy issues; Production systems, supply and demand; Market, price and trade policies; Marketing and distribution systems; Budget and manpower planning; Land tenure police for the livestock sector; Policy analysis report writing and communication; Livestock production and marketing in alphabeta - a case study.
Author: UNESCO
Publisher: UNESCO Publishing
ISBN: 9231001701
Category : Cities and towns
Languages : en
Pages : 304
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Book Description
Report presents a series of analyses and recommendations for fostering the role of culture for sustainable development. Drawing on a global survey implemented with nine regional partners and insights from scholars, NGOs and urban thinkers, the report offers a global overview of urban heritage safeguarding, conservation and management, as well as the promotion of cultural and creative industries, highlighting their role as resources for sustainable urban development. Report is intended as a policy framework document to support governments in the implementation of the 2030 Agenda for Sustainable Urban Development and the New Urban Agenda.
Author: Clive L. N. Ruggles
Publisher:
ISBN: 9780954086770
Category : Archaeoastronomy
Languages : en
Pages : 304
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Book Description
This joint venture between ICOMOS, the advisory body to UNESCO on cultural sites, and the International Astronomical Union is the second volume in an ongoing exploration of themes and issues relating to astronomical heritage in particular and to science and technology heritage in general. It examines a number of key questions relating to astronomical heritage sites and their potential recognition as World Heritage, attempting to identify what might constitute "outstanding universal value" in relation to astronomy. "Heritage Sites of Astronomy and Archaeoastronomy--Volume 2" represents the culmination of several years' work to address some of the most challenging issues raised in the first ICOMOS-IAU Thematic Study, published in 2010. These include the recognition and preservation of the value of dark skies at both cultural and natural sites and landscapes; balancing archaeoastronomical considerations in the context of broader archaeological and cultural values; the potential for serial nominations; and management issues such as preserving the integrity of astronomical sightlines through the landscape.Its case studies are developed in greater depth than those in volume 1, and generally structured as segments of draft nomination dossiers. They include seven-stone antas (prehistoric dolmens) in Portugal and Spain, the thirteen towers of Chankillo in Peru, the astronomical timing of irrigation in Oman, Pic du Midi de Bigorre Observatory in France, Baikonur Cosmodrome in Kazakhstan, and Aoraki-Mackenzie International Dark Sky Reserve in New Zealand. A case study on Stonehenge, already a World Heritage Site, focuses on preserving the integrity of the solstitial sightlines.As for the first ICOMOS-IAU Thematic Study, a international team of authors including historians, astronomers and heritage professionals is led by Professor Clive Ruggles for the IAU and Professor Michel Cotte for ICOMOS.
Author: World Meteorological Organization
Publisher:
ISBN: 9789263108326
Category : Climatology
Languages : en
Pages : 16
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