Velocities, celerities and the basin of attraction in catchment response
Velocities, celerities and the basin of attraction in catchment response
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流域响应中的速度、速率和吸引力盆地
DOI：
10.1002/hyp.10699
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发表时间：
2015
影响因子：
3.2
通讯作者：
Beven K
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Beven K
有趣的是，集水系统是非线性的，但其动力学受到质量和能量平衡要求的限制，不会过度混乱。据我们所知，在水文学中，还没有人试图在任何形式的相空间中绘制集水区的流动和输送动态图。这部分是因为响应的时空模式的高维性；部分是因为通过测量估计的输入和输出通量存在足够的不确定性，这可能会掩盖任何类似吸引子的行为。在这项研究中，我们探索了多重相互作用路径(MIP)模型的汇流吸引子的盆地，该模型在以前的论文中已经被证明对瑞典的小Gèrdsjön汇流给出了很好的结果。MIPS以颗粒跟踪技术为基础，给出了水流响应以及集水区水的行进和停留时间响应的结果。在这里，它被用来提供长时间模拟期间通量、总存储、旅行时间分布和停留时间分布的一致值。然后研究了这些响应在存储和输入维度上的性质。结果表明，行为的范围是以有趣的方式滞后的，并受到强迫输入的限制，吸引盆地中的轨迹填充空间，这应该是强迫耗散系统的预期。展示的行为范围定义了一个空间，任何更简单的仿真器模型的响应都需要跨越这个空间。©2015《水文过程》作者：John Wiley&Sons Ltd.出版。
Catchment systems are interestingly nonlinear, but their dynamics are constrained from being unduly chaotic by mass and energy balance requirements. There have been no attempts in hydrology that we know of that have tried to map both the flow and transport dynamics of a catchment in any form of phase space. In part, this is because of the high dimensionality of the space–time patterns of response; in part because there is sufficient uncertainty about the input and output fluxes estimated by measurement that this might be expected to obscure any attractor‐like behaviour. In this study we explore the basin of the catchment attractor for the Multiple Interacting Pathway (MIPs) model that in previous papers has been shown to give good results for the small Gårdsjön catchment in Sweden. MIPs is based on particle tracking techniques and gives results for both the flow responses and for the travel and residence time responses of water in the catchment. Here it is used to provide consistent values of fluxes, total storage, travel time distributions and residence time distributions for a long simulation period. The nature of those responses in storage and input dimensions is then investigated. The results suggest that the range of behaviours is hysteretic in interesting ways and constrained by the forcing inputs, with space filling of trajectories in the basin of attraction as should be expected of a forced dissipative system. The range of behaviours exhibited defines a space that the responses of any simpler emulator model will need to span. © 2015 The AuthorsHydrological ProcessesPublished by John Wiley & Sons Ltd.
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3.2
作者：
K. Beven
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K. Beven
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