Моделирование снегонакопления и снеготаяния в бассейне р. Кама с применением данных глобальных моделей прогноза погоды

На примере холодного периода 2017/18  г. выполнено моделирование формирования и таяния снежного покрова в бассейне р.  Кама с применением выходных данных глобальных моделей прогноза погоды GFS (США), GEM (Канада) и ПЛ-АВ (Россия). Валидация результатов проведена по данным 40 полевых и 27 лесных снегомерных маршрутов, а в весенний период – и по спутниковым снимкам MODIS. Ошибка расчёта снегозапасов по данным всех трёх моделей не превысила 25% фактических значений.

бассейн р. Кама, ГИС-технологии, глобальные модели прогноза погоды, запас воды в снежном покрове, испарение и таяние снега, снегонакопление,

1. Чурюлин Е.В., Копейкин В.Н., Розинкина И.А., Фролова Н.Л., Чурюлина А.Г. Анализ характеристик снежного покрова по спутниковым и модельным данным для различных водосборов на Европейской территории Российской Федерации // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2018. № 2 (368). С. 120–143.

2. Bulygina O.N., Groisman P.Ya., Razuvaev V.N., Korshunova N.N. Changes in snow cover characteristics over Northern Eurasia since 1966 // Environment Research Letters. 2011. V. 6. L045204. doi: 10.1088/17489326/6/4/045204.

3. Kalinin N.A., Shikhov A.N., Sviyazov E.M. Simulation of snow accumulation and melt in the Votkinsk Reservoir catchment using the WRF-ARW model // Russian Meteorology and Hydrology. 2015. V. 40 (11). P. 749–757.

4. Турков Д.В., Сократов В.С. Расчёт характеристик снежного покрова равнинных территорий с использованием модели локального тепловлагообмена SPONSOR и данных реанализа на примере Московской области // Лёд и Снег. 2016. Т. 56. № 3. С. 369–380. doi: 10.15356/2076-6734-2016-3369-380.

5. Телегина А.А., Фролова Н.Л., Китаев Л.М, Титкова Т.Б. Оценка точности спутниковой информации о снегозапасах крупных водосборов Европейской территории России // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из Космоса. 2014. Т. 11. № 2. С. 38–49.

6. Kuchment L.S., Romanov Р.Yu., Gelfan А.N., Demidov V.N. Use of satellite-derived data for characterization of snow cover and simulation of snowmelt runoff through a distributed physically based model of runoff generation // Hydrology and Earth system science. 2010. V. 14 (2). P. 339–350. doi: 10.5194/hess-14339-2010.

7. Шмакин А.Б., Турков Д.В., Михайлов А.Ю. Модель снежного покрова с учетом слоистой структуры и ее сезонной эволюции // Криосфера Земли. 2009. Т. 13. № 4. С. 69–79.

8. Bellaire S., Jamieson J.B., Fierz C. Forcing the snowcover model SNOWPACK with forecasted weather data // The Cryosphere. 2011. V. 5. P. 1115–1125. doi: 10.5194/tc-5-1115-2011.

9. Quéno L., Vionnet V., Dombrowski-Etchevers I., Lafaysse M., Dumont M., Karbou F. Snowpack modelling in the Pyrenees driven by kilometric-resolution meteorological forecasts // The Cryosphere. 2016. V. 10. P. 1571–1589. doi: 10.5194/tc-10-1571-2016.

10. Verbunt M., Zappa M., Gurtz J., Kaufmann P. Verification of a coupled hydrometeorological modelling approach for alpine tributaries in the Rhine basin // Journ. of Hydrology. 2006. V. 324. P. 224–238. doi: 10.1016/j.jhydrol.2005.09.036.

11. Пьянков С.В., Шихов А.Н. Геоинформационное обеспечение моделирования гидрологических процессов и явлений. Пермь: изд. Пермского гос. нац. исслед. Ун-та, 2017. 148 с.

12. Pyankov S.V., Shikhov A.N., Kalinin N.A., Sviyazov E.M. A GIS-based modeling of snow accumulation and melt processes in the Votkinsk reservoir basin // Journ. of Geographical Sciences. 2018. V. 28 (2). P. 221–237. doi: 10.1007/s11442-018-1469-x.

13. Толстых М.А. Глобальные модели атмосферы: со временное состояние и перспективы развития // Тр. Гидрометцентра России. 2016. № 1. С. 5–33.

14. Шихов А.Н., Быков А.В. Расчет снегозапасов на крупном водосборе с использованием данных глобальных моделей прогноза погоды // Гидромет. исследования и прогнозы. 2018. № 1 (367). С. 64‒79.

15. Bartalev S.A, Ershov D.V., Isaev A.S., Potapov P.V., Turubanova S.A., Yaroshenko A.Yu. Russia’s Forests – Dominating Forest Types and Their Canopy Density. Moscow: Greenpeace Russia and RAS Centre for Forest Ecology and Productivity. 2004. (Map, scale 1:14 000 000).

16. Arino O., Bicheron P., Achard F., Latham J., Witt R., Weber J. L. GlobCover: the most detailed portrait of Earth // European Space Agency Bulletin. 2008. V. 136. P. 24–31.

17. Hansen M.C., Potapov P.V., Moore R., Hancher M., Tu rubanova S.A., Tyukavina A., Thau D., Stehman S.V., Goetz S.J., Loveland T.R., Kommareddy A., Egorov A., Chini L., Justice C.O. Townshend J.R.G. High-resolu tion global maps of 21st-century forest cover change // Science. 2013. V. 342. P. 850–853. doi: 10.1126/science.1244693.

18. Справочники по климату СССР. Вып. 1–34. Л.: Гидрометеоиздат, 1965–1974.

19. Кузьмин П.П. Процесс таяния снежного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1961. 346 с.

20. Корень В.И. Математические модели в прогнозах речного стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 199 с.

21. Карпечко Ю.В., Бондарик Н.Л. Гидрологическая роль лесохозяйственных и лесопромышленных работ в таежной зоне Европейского Севера России. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2010. 225 с.

22. Шутов В.А., Калюжный И.Л. Анализ пространственного распределения зимних осадков и сне гозапасов в бассейне р. Белой // Метеорология и гидрология. 1997. № 1. С. 105–114.

23. Гордеев И.Н. Методика расчета интенсивности снеготаяния в прогнозах весеннего стока сибирских рек: Науч.-практич. школа-семинар молодых ученых и специалистов в области гидрометеорологии. Новосибирск, 2012. URL: http://sibnigmi.ru/ documents/school/Gordeev.pdf.

24. Wilson J.P., Gallant J.C. Terrain Analysis – Principles and Applications. John Wiley & Sons Inc., 2000. 479 p.

25. Гаврилова С.Ю. Устранение неоднородности временных рядов атмосферных осадков и их использование для анализа изменений режима увлажнения на территории России: Дис. на соиск. уч. степ. канд. геогр. наук. СПб.: ГГО им. А.И. Воейкова, 2010. 111 с.

26. Hall D.K., Riggs G.A., Salomonson V.V. Development of methods for mapping global snow cover using moderate resolution imaging spectroradiometer data // Remote Sensing of Environment. 1995. V. 54. P. 127–140.

27. Wang X., Wang J., Che T., Huang X., Hao X., Li H. Snow Cover Mapping for Complex Mountainous Forested Environments Based on a Multi-Index Technique // IEEE Journ. of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2018. V. 11 (5). P. 1433–1441. doi: 10.1109/JSTARS.2018.2810094.