On the application of rainfall projections from a convection-permitting climate model to lumped catchment models
On the application of rainfall projections from a convection-permitting climate model to lumped catchment models
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关于降雨预测从允许对流气候模型到集中流域模型的应用
DOI：
10.1016/j.jhydrol.2023.129097
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发表时间：
2023
影响因子：
6.4
通讯作者：
Ascott M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ascott M
预计气候变化将增加热带地区的降雨强度。允许对流气候模式（CP）的发展是为了解决传统气候模式中使用参数化对流的不足。然而，到目前为止，降水预测从CP气候模式尚未与水文模型一起使用，以探讨在热带地区的河流流量的对流降雨的显式建模的潜在影响。在这里，我们首次将大陆尺度CP气候模型的输出作为非洲集总径流模型的输入。应用于维多利亚湖流域的五个集水区，我们表明，CP气候模型产生更大的河流流量比一个等效的模型，使用参数化对流在当前和未来（c。2100）气候。然而，汇水区靠近维多利亚湖的位置导致极端降雨量和河流流量相对于平均降雨量和河流流量变化的变化有限。应用CP模型降雨数据从一个地区，降雨极端变化超过平均降雨量的变化，以径流模型不会导致显着的变化，河流流量。相反，这被证明是一个结果的整体径流模型的结构和参数化，这是由于大规模存储在集水区与湿地覆盖，缓冲降雨极端的影响。基于水文属性（湿地覆盖率，地下水位深度，地形，降水，蒸散量和河流流量）的评估，使用全球尺度的集水区在这项研究中，这种缓冲可能是广泛的跨潮湿地区。将CP气候模式数据应用于这些地区的集总集水模型不太可能导致极端河流流量相对于平均流量的增加而显著增加。
Climate change is predicted to increase rainfall intensity in tropical regions. Convection permitting (CP) climate models have been developed to address deficiencies in conventional climate models that use parameterised convection. However, to date, precipitation projections from CP climate models have not been used in conjunction with hydrological models to explore potential impacts of explicit modelling of convective rainfall on river flows in the tropics. Here we apply the outputs of a continental scale CP climate model as inputs to lumped rainfall-runoff models in Africa for the first time. Applied to five catchments in the Lake Victoria Basin, we show that the CP climate model produces greater river flows than an equivalent model using parameterised convection in both the current and future (c. 2100) climate. However, the location of the catchments near to Lake Victoria results in limited changes in extreme rainfall and river flows relative to changes in mean rainfall and river flows. Application of CP model rainfall data from an area where rainfall extremes change more than the change in mean rainfall to the rainfall-runoff model does not result in significant changes in river flows. Instead, this is shown to be a result of the rainfall-runoff model structure and parameterisation, which we posit is due to large-scale storage in the catchments associated with wetland cover, that buffers the impact of rainfall extremes. Based on an assessment of hydrological attributes (wetland coverage, water table depth, topography, precipitation, evapotranspiration and river flow) using global-scale datasets for the catchments in this research, this buffering may be extensive across humid regions. Application of CP climate model data to lumped catchment models in these areas are unlikely to result in significant increases in extreme river flows relative to increases in mean flows.
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