SMHI HYDROLOGI Nr 39, 1993

Relevanta dokument
UTNYTTJANDE AV TEMPERATURENS PERSISTENS VID BERÄKNING AV VOL YMSPROGNOSER MED HBV-MODELLEN. Magnus Persson

Utvärdering av SMHIs prognosoch varningstjänsts verksamhet. under flödena januari t o m mars 2002 i sydvästra Sverige. Hydrologi

SMHI HYDROLOGI Nr 58, 1995

SMHI HYDROLOGI Nr441993

Nr 95, Hydrologi. Utvärdering av SMHIs hydrologiska prognos- och varningstjänst under flödet i södra Lappland juli 2004.

Nr 97, Hydrologi. Utvärdering av SMHIs hydrologiska prognos- och varningstjänst under flödet i nordvästra Lappland juli 2004.

SMHI. Some facts about the Torne and Kalix River Basins A contribution to the NEWBALTIC Il workshop in Abisko. Hydrnlogy. Bengt Carlsson. No.

:::.:_. SNOMATNING.. l\1ed.. GEORADAR.. OCH SNOTAXERINGAR I OVRE LULEALVEN. Försök med uppdatering av vårflödesprognosema. Maja.

Nr 101, Hydrologi. Regional kalibrering av HBV-modellen. Göran Lindström

SMHI HYDROL<X;I. SVERIGES V A:l'l'ENBALANS. Arsmedelvärden av Nederbörd, Avdunstning och Avrinning

Nr 92, Hydrologi. varningstjänsts verksamhet under flödet i området runt Emån juli Calle Granström och Håkan Sanner

Nr 110, Hydrologi. Regional analys av klimat, vattentillgång och höga flöden. Sara-Sofia Hellström och Göran Lindström

Göran Lindström & Joel Dahné. Snödjupsmätningar för uppdatering av prognosmodeller

SMHIHYDROLOGI. Stationstäthet och hydrologiska. prognoser. Projektet är finansierat av Vattenregleringsföretagens Samarbetsorgan (V ASO/HUV A)

Översiktlig kartpresentation av klimatförändringars påverkan på Sveriges vattentillgång - Underlag till Klimat- och sårbarhetsutredningen.

Nr 96, Hydrologi. Utvärdering av SMHIs hydrologiska prognos- och varningstjänst under flödet i Småland juli 2004.

Dagens system: klimatologisk ensemble

Modeller för små och stora beslut

Framtidens översvämningsrisker

Metodkonferensen Norrköping, Osäkerheter i hydrologiska modeller

HUVA - Hydrologiskt Utvecklingsarbete inom Vattenkraftindustrin. Tillrinning. Björn Norell

Klimatförändringen inverkan idag och i framtiden

Detaljerad översvämningskartering av nedre Torneälven

Snötaxering med georadar Bättre vårflödesprognoser med HBV-modellen? Hydrologi

Nedisningsprognoser för vindkraft. Vintervind mars 2008 i Åsele

SMHI. HBV-modellen och flödesprognoser. ..._..,_ Markfuktighet. AR Utdata, 0=f(0,S) Hydrologi. Temp, TPrec. Snö Avdunstning

Joel Dahné, David Gustafsson, Barbro Johansson Vindrelaterad snöfördelning i hydrologiska modeller

SMHI HYDROLOGI Nr 37, 1992

SMHI. Vattentemperaturer i sjöar, sommar och vinter. -resultat från SMHls mätningar. Anna Eklund. Nr?4,1998

SMHI HYDROLOGI Nr 28, 1990

Beräknad naturlig vattenföring i Dalälven

Översvämningskartering av Rinkabysjön

SMHI HYDROLOGI Nr 5, augusti 1986

Ola Hammarberg Vattenregleringsföretagen Östersund

Hydrologiska Prognosmodeller med exempel från Vänern och Mölndalsån. Sten Lindell

Huvudavrinningsområden på gränsen mellan Sverige, Norge och Finland

Utvärdering av SMHIs hydrologiska prognos- och varningstjänst under höga flöden under vårfloden Hydrologi

Den svenska hydrologiska tjänsten Gunlög Wennerberg

Riktlinjer för bestämning av dimensionerande flöden för dammanläggningar Nyutgåva 2007 & Uppföljning av åtgärdsbehov

SMHI HYDROLOGI. fif. r{. Maja Brandt. Nr 69, 1996 " (

Korrektion av systematiska fel i meteorologiska prognoser: en förstudie om vårflodsprognoser

Snötäckningsgrad från satellitobservationer i HBV-96 Barbro Johansson Karen Lundholm Anders Gyllander

Nr 99, Hydrologi. Utvärdering av SMHIs hydrologiska prognos- och varningstjänst under vårfloden i fjällen juni 2005.

Mätningar och Modeller. Hydrologi för länsstyrelser

HYDROLOGI BESTAMNING AV OPTIMALT KLIMAT STATIONSNÄT FÖR HYDROLOGISKA PROGNOSER

Översiktlig beräkning av avdunstning från fri vattenyta Risängen

Intensiv nederbörd och hydrologisk risk: mot högupplösta flödesprognoser Jonas Olsson

PM Hydrologi. Dimensionerande vattenstånd i Mortsbäcken

Mätningar och indata Hur modellerna är uppbyggda Felkällor Statistiska tolkningar Ensembler Starka/Svaga sidor. Vad Mäts?

Lule älv. Beskrivning av vattendraget

MetCoOp och Arome en mesoskalig operationell. väderprognos. Heiner Körnich, Meteorologisk Metodkonferens, Norrköping, 26/9/2013

Rymden för SMHI och din vardag. Jordobservationer för väder, vatten och klimat

Projekt: Vindmodellering genom nedskalning av Eta-modellen Statusrapport 1 juni

Analys av klimatförändringars inverkan på framtida vattenstånd i Glafsfjorden/Kyrkviken

Tidsserier och vattenkraftoptimering presentation

Från klimatmodell till hydrologiska tillämpningar

Vattenreglering vad är det?

Analys av samvariationen mellan faktorer som påverkar vattennivåerna i Karlstad

Rapporter / Reports Reports written in English are marked with a

Tappningsstrategi med naturhänsyn för Vänern

För en verksamhet eller åtgärd som tar i anspråk ett mark- eller vattenområde ska det väljas en plats som är lämplig med hänsyn till att ändamålet

Elin Sjökvist och Gustav Strandberg. Att beräkna framtidens klimat

Projekt Sjölyftet - bättre kunskap om sjöarna

Synpunkter på Hjälpreda för bedömning av påverkan och miljöproblem

TILLGÄNGLIGHET TILL UPPGIFTER FRÅN SMHI

Värdering av vattenomsättningen i Valdemarsviken

HYPE-modellen Hydrological Predictions for the Environment

Långvarig torka kontra extrem nederbörd

Klimatförändringen inverkan idag och i framtiden

SMHIs nederbördsmätning

Grundvattennivåer - bedömd utveckling de närmaste månaderna

EXPEDITIONSRAPPORT FRÅN U/F ARGOS

Elin Sjökvist och Gustav Strandberg. Att beräkna framtidens klimat

Niclas Hjerdt Sveriges vattenbalans nu och i framtiden: Välfyllda eller övertrasserade konton?

SMHIs Hydrologiska prognos- och varningstjänsten - reflektioner efter vårfloden Sara-Sofia Asp

Södra Gunsta. PM: Flödes- och föroreningsberäkningar

Källa: SNA, Klimat, sjöar och vattendrag

Lundsjön-Dammsjön Saltsjöbadens Golfklubbs uttag av vatten från Lundsjön-Dammsjön och eventuell påverkan på sjöns vattenstånd

BILAGA IX.1 Utvärdering av HIPRAD mot lokala stationer i Stockholm och Malmö

Hur ser det förändrade klimatet ut? Extremare väder?

Dimensionerande nederbörd igår, idag och imorgon Jonas German, SMHI

Klimatkorrigerad investeringsstrategi

UMEDIM-2. Projekt VATTENREGLERINGSFÖRETAGEN UMEÄLVEN UMEÄLVEN ÅNGERMANÄLVEN INDALSÄLVEN LJUNGAN LJUSNAN DALÄLVEN

Avbördningskurva utan fältmätningar?

Mycket nederbörd och hög tillrinning

Lärobok, föreläsningsanteckningar, miniräknare. Redovisa tydligt beräkningar, förutsättningar, antaganden och beteckningar!

Radardata för högupplösta nederbördsanalyser och hydrologiska prognoser. Peter Berg, Emil Björck, Lars Norin, Jonas Olsson, Wei Yang

Potensmodellen är ett samband mellan återkomstnivå, återkomsttid och varaktighet för skyfall. Sambandet presenteras nedan:

Klimatförändringen inverkan idag och i framtiden

Meteorologi - Grunder och introduktion - Meteorologiska modeller och prognoser

Hydrologi, grunder och introduktion

Bilaga 2.4 Analys av flödesmätning

Reports written in English are marked with a

Klimat- och sårbarhetsutredningen

Höga vattenflöden i reglerade älvar. Sten Bergström

Senaste nytt om urbana nederbördsdata och påverkan av klimatförändringar. Claes Hernebring DHI

Atmosfärsdeposition och retentionsberäkningar i SMED-HYPE

För Göta Älv har istället planeringsnivåer tas fram för de olika havsnivåpeakar som uppstår i samband med storm, exempelvis som vid stormen Gudrun.

Hydrologiska prognosoch varningstjänsten SMHI

Uppbyggnad och tillämpning av en vattendragsmodell för Emån Ola Nordblom Lars-Göran Gustafsson Mona Sassner Paul Widenberg. Holsbybrunn

Transkript:

SMHI HYDROLOGI Nr 39, 1993 REAL TIDS BEST AMNING AV AREALNEDERBORD Sten Lindell Projektet är finansierat av Vattenregleringsföretagens Samarbetsorgan (V ASO)

SMHI HYDROLOGI Nr 39, 1993 REALTIDSBESTAMNING AV AREALNEDERBORD Sten Lindell

Innehållsförteckning Sida Inledning 1 LAM-modellen 1 Metod 2 Kalibrering 5 Resultat 7 Slutsatser 13 Referenser 14

1 Inledning Några vintrar under 80-talet gav HBV-modellen ett dåligt prognosresultat för vissa tillrinningsområden i norra Norrlands fjälltrakter. Samtidigt blev resultat av vårflödesvolymsprognosema för motsvarande områden bättre då arealnederbördsmetoden för prognosering av tilliinningsvolymer utnyttjades. För att utröna om det är möjligt att kombinera arealnederbördsmetodens nederbördsviktning med HBV-modellens tillrinningsberäkning finansierade arbetsgruppen för hydrologiskt utvecklingsarbete (HUVA) inom Vattenregleringsföretagens Samarbetsorgan (VASO) en studie budgetåret 1991-92 som avrapporterades i Mv PM Nr 3 (Lindell, 1992). I det arbetet användes ett PCprogram för tredimensionell interpolering, SURFER, för beräkning av den areella nederbörden. Arbetet med att läsa in nederbördsdata till det systemet var mycket omfattande och tog mesta tiden av projektet i anspråk. Däiför kunde endast ett prognosområde studeras med nederbördsdata under 15 månader. Denna rapport redovisar en utveckling av SURFER-projektet från 1991-92. PC-programmet SURFER har ersatts med en av SMHI utvecklad modell för operationella korta väderprognoser, LAM-modellen (Ullerstig och Unden, 1981), (Unden, 1982) samt (Andersson et al., 1986). Prognosområdena Suorva, Parki och Tjaktjajaure i övre Luleälvens avrinningsområde har fått utgöra testområden. Dessa har kalibrerats med 6 års nederbördsdata från 25 nederbördsstationer viktade i ett gridnät enligt LAM-modellen. Ytterligare fyra års data har utnyttjats för en oberoende framkörning av de tre modellområdena. Som jämförelse har kalibrering och framkörning gjorts motsvarande perioder med de standard HBV-modeller som används vid rutinprognoser för tillrinningsberäkning med respektive områdes ordinarie viktade nederbördsstationer. LAM-modellen LAM (Limited Area Model), är en version av ECMWF's (European Center for Medium Range Weather Forecast) globala gridpunktsmodell. På SMHI har LAM-modellen konverterats och modifierats för att användas operationellt för korta prognoser upp till 36 timmar. SMHI började använda LAM-modellen för rutinmässiga väderprognoser under 80- talets inledning. LAM innebär inte enbart en uppsättning av olika prognosvariabler för att göra en väderprognos, utan omfattar också numerisk analys och initialisering av de fält som behövs för prognosmodellen. De analyserade fälten bör då ansluta sig så väl som möjligt till de tillgängliga observationerna. Analysen görs i fixa gridpunkter och observationerna

2 interpoleras till gridpunkten. Storleken på gridnätet kan i modellen väljas inom intervallet 20-200 km 2 Som indata till den numeriska analysen och initialiseringen används normalt endast de synoptiska observationerna, men även radiosonddata, satellitmätningar, flygplansobservationer mm kan utnyttjas. LAM-modellen användes rutinmässigt för dagliga prognoser framtill nyligen. Idag utnyttjas en ur LAM utvecklad modellversion, HIRLAM (High Resolution Limited Area Model), för beräkningar av prognoser enligt denna metod. Metod Vid beräkningen av den areella nederbörden för de ändamål denna undersökning omfattar har modifiering av några av de rutiner som ingår i LAM-modellen gjorts. Modifieringen omfattar de delar av modellen som behandlar den numeriska analysen och initialiseringen av data inför prognosberäkningen. Därvid har endast de delar som berör nederbördsfältet beaktats. Modifieringen har bland annat inneburit förändringar i inläsnings- och utskriftsrutinema. Inläsningen har anpassats så att nederbördsdata från klimatstationer kan ingå i beräkningarna och utskriftsrutinema har kompletterats med en viktning av de resulterande nederbördsvärdena i respektive beräkningsområde. Vidare har det i modellen ingående gridnätet, det sk Meso-~-fältet, som i ursprungsversionen täcker hela den Skandinaviska halvön, reducerats till ett område omfattande övre Norrlands skogs- och fjälltrakter samt angränsande delar av Norges kust- och fjällområden, figur 1. Varje ruta är i detta gridnät 20*20 km 2 och antalet rutor i det aktuella gridnätet är totalt 240 stycken..... - \/ ~~u.. \ r:. ) \J' t ~.r ~ ~Jf '~- <:l ---=i:::-~ rjo \t1~\~ & «A ;...... D.' ~ - 't1, I \... " I~:,c C;,4....: os........ Figur 1. Meso-~-gridnätet över undersökningsområdet.

3 Vid interpolationen till gridpunkten utnyttjas de tillgängliga nederbördsvärdena för den aktuella dagen. De ingående nederbördsstationerna ges vid denna interpolation en fast viktning som ändras först om någon station i det ursprungliga nätet faller bort eller om någon ny tillk.ommer. Varje ruta i gridnätet innehåller således efter LAM-körningen ett nederbördsvärde representativt för hela rutan om 20*20 km 2 För att få ett representativt värde för vart och ett av de tre kalibreringsområdena måste samtliga inom respektive område helt eller delvis ingående rutorna jämkas samman. Figur 2 visar de tre kalibreringsområdena med Meso-~fältet överlagrat. Varje ruta i gridnätet ges ett nummer och ur tabell 1 framgår fördelningen av de numrerade rutorna i respektive kalibreringsområde. 138 140 123 125 Suorva 108 109 110 93 94 Tjaktjajaure 97 98 78 Parki 81 65 66 67 68 69 Figur 2. Rutnätets läge över de tre modellområdena. Sammanviktningen av rutorna beskrivs i tabell 1.

4 Parki Suorva Tjaktjajaure Ruta Nr Andel Ruta Nr Andel Ruta Nr Andel 65 0.25 78 0.25 82 0.75 66 0.50 79 0.75 83 0.50 67 0.50 93 0.50 96 1.00 68 0.50 94 1.00 97 1.00 69 0.50 95 1.00 98 0.75 80 1.00 108 0.25 111 0.75 81 1.00 109 1.00 112 0.25 82 0.25 110 1.00 83 0.25 111 0.25 84 0.25 124 1.00 125 1.00 126 0.50 139 0.50 140 0.25 Summa Summa Summa andelar : 5.25 andelar : 9.25 andelar : 5.00 Tabell 1. Fördelning av LAM-modellens rutor i respektive kalibreringsområde. Se figur 2 för rutornas läge i kartbilden. Någon uppdelning av nederbördens fördelning på delområdesbasis har inte gjorts. Om kalibreringen gjorts också mot tillrinning till delområden skulle en sådan uppdelning däremot varit nödvändig för att erhålla en rättvisande nederbördsfördelning i respektive del- och kalibreringsområde. Nederbördsstationer till den areella nederbördsvikmingen har valts ut i det av rutnätet täckta området. Samtliga tillgängliga stationer från övre Skellefteälven i söder till Torneträskområdet i norr och från den norska Atlantkusten i väster till det inre av Norrlands skogsområde i öster är medtagna, figur 3. De består av både SYNOP-stationer och klimatstationer samt fyra nederbördsstationer från det norska nätet. Totalt används 25 nederbördsstationer i utvärderingen, tabell 2.

5 Figur 3. De i undersökningen ingående 25 nederbördsstationema. Se tabell 2 för vidare beskrivning. Kalibrering För att kunna göra en rättvis jämförelse mellan de båda tillvägagångssätten att vikta nederbörd, den traditionella med Thiessen-polygoner eller motsvarande och den i det här projektet använda areella metoden med hjälp av LAM-modellen, krävs en kalibrering av de bägge metoderna under identiska perioder. Kalibreringsarbetet har utgått från de för rutinprognoser kalibrerade områdena Parki, Suorva och Tjaktjajaure. Kalibreringsperioden omfattar tiden 1980-09-01 -- 1986-08-31. Vid kalibreringen har huvudvikten lagts på de parametrar som styr mängden nederbörd till markplanet. Detta innebär att det huvudsakligen är nederbördens allmänna korrektionsfaktor, PCORR, nederbördens höjdberoende, PCALT och snöackumulationsfaktom, SFCF som fått ändrade parametervärden under kalibreringen av de tre områdena.

6 0 Ars- Stations- Stations- ndb Höh Anmärkningar nummer namn (mm) (m) 16681 Jäkkvik 556 430 16684 B allastviken 485 470 16687 Vuoggatjålme 436 500 16786 Stenudden 510 453 Många korta luckor 16798 Kvikkjokk 584 337 16891 Karats 470 414 16897 Tjåmotis 496 300 16988 Jokkmokk 492 260 16996 Nautijaur 466 355 16998 Porjus 565 390 17084 Koskats 540 230 17680 Staloluokta 373 580 Börjar 861001 17792 Ritsem 475 521 Börjar 810301 17879 Aluokta 535 385 17974 Ålloluokta 485 370 17995 Nikkaluokta 456 470 Lucka hela 1989 18075 Malmberget 558 373 Flera luckor ini. av 80-t. 18094 Kiruna flp 505 442 18880 Abisko 335 388 18882 Katterjokk 807 500 18976 Tometräsk 470 393 3190 Sulitelma (N) 975 142 3350 Kråkmo (N) 1230 76 3387 Sörfjordvattnet (N) 1400 61 3420 Skjomen (N) 645 15 Slutar 870630 Tabell 2. Nederbördsstationer använda vid den areella nederbördsfördelningen.

7 De nederbördsvärden som beräknats av LAM-modellen har lagts in i respektive områdes PTQ-fil, som därmed endast fått en fiktiv nederbördsstation. De fiktiva nederbördsstationernas höjdläge har också räknats ut med hjälp av LAM-modellen. I stället för nederbörd från nederbördsstationerna har deras altituder lagts in i modellen och medelstationshöjden i de tre områdena räknats ut. Indata i form av temperatur och potentiell avdunstning har varit identiskt med de till rutinprognoser använda modellerna. Några av nederbördsstationema har inte varit i drift under hela perioden. Staloluokta inne i Suorva startade först hösten 1986 och har därför inte kunnat ingå i kalibreringarna. Då det är den enda stationen i sitt område får den stor betydelse vid nederbördsklassningen. Staloluokta ger jämförelsevis liten nederbördsmängd över året vilket drar ner den areella nederbördsmängden under jämförelseperioden. Det underskott som då erhålls av den modellerade tillrinningen krävde att Staloluokta ströks ur beräkningarna även under den oberoende perioden. Som jämförelse har en kalibrering gjorts av de för rutinprognoser använda modellerna omfattande samma period. Dessa jämförelsemodeller har då behållit samma nederbördsstationer och viktning som i rutinprognosmodellen. Nederbördsstationema är för Parki's del Kvikkjokk, Karats, Tjåmotis och Nautijaur. Kvikkjokk och Tjåmotis är också tillsammans med Aluokta med i referensmodellen för Tjaktjajaure. I Suorva används den svenska synopstationen Ritsem samt de båda norska stationerna Sulitelma och Kråkmo. Kalibreringsarbetet har tillgått på samma sätt som vid den areella nederbördsviktningen, det vill säga koncentration på de parametrar som styr mängden nederbörd till markplanet. Som oberoende period för kontroll av modellprestanda har använts de fyra åren från 1986-09-01 -- 1990-08-31. Resultat För vattenkraftsindustrin är tillrinningen till magasinen under snösmältningsperioden av avgörande betydelse för drift av kraftverken. Under vårfloden är det därför av stor vikt att den av modellen beräknade tillrinningen och den uppmätta stämmer väl överens. Ett sätt att utvärdera kalibreringsresultatet är således att studera den ackumulerade differensen mellan uppmätt och beräknad tillrinning för vårflodsperioden. I det aktuella området sträcker sig vårflodsperioden i stort sett från 1 Maj till 31 Augusti. Även höstflöden är viktiga och en liknande undersökning av den ackumulerade differensen är relevant för perioden 1 Augusti till 31 Oktober. Då höstregnen vissa år kan vara kraftiga i området samtidigt som magasinen i allmänhet då är välfyllda är det viktigt att prognosmodellerna stämmer väl även för dessa perioder. Tabellerna 3 och 4 ger en sammanfattning av kalibreringsresultatet och modellprestandan under den oberoende perioden i form av den förklarade variansen, R 2 -värdet, och den ackumulerade differensen för de tre undersökta områdena. En bra metod att utvärdera resultatet av den areella nederbördsviktningen är att summera absolutbeloppen av den ackumulerade differensen under vår- respektive höstperiodema.

8 Tabell 5 visar resultatet av en sådan summering dels i procent (%) och dels i dygnsenheter (DE). Den areella nederbördsviktningen ger under vårflodsperioden i två av områdena ett bättre resultat medan förhållandet är det omvända under hösten. Område Parki 0.81 0.87 0.82 0.83 Suorva 0.88 0.92 0.88 0.92 Tjaktjajaure 0.89 0.84 0.85 0.80 Tabell 3. Den för.klarade variansen, R 2, efter kalibrering och framkörning av de tre områdena med normal respektive areell nederbördsviktning. Område Normal nederbörds- viktning Areell nederbördsviktning Areell Normal nederbörds- nederbördsviktning viktning R2 R2 R2 R2 80-86 86-90 80-86 86-90 Accdif Accdif Accdif Accdif 80-86 86-90 80-86 86-90 Parki 17-15 -188 36 Suorva 165-68 270 81 Tjaktjajaure -72-153 -7 58 Tabell 4. Den ackumulerade differensen i millimeter efter kalibrering och framkörning av de tre områdena med normal respektive areell nederbördsviktning. Prognosområdet Parki, som ligger helt på den östra sidan av fjällkedjan, har en dålig täckning av nederbördsstationer i den västra delen av avrinningsområdet. Detta är trologtvis huvudorsaken till svårigheten att få till en bra kalibrering. Den ackumulerade differensen under vårflodsperioden varierar kraftigt mellan positiva och negativa värden både under kalibreringen och under den efterföljande oberoende perioden. Vid areell nederbördsfördelning förbättras vårflodsvolymema avsevärt. Undantag är de inledande två kalibreringsåren som ger en stor positiv ackumulerad differens för perioden 0501 -- 0831, figur 4.

9 Vårflodsperioden 0501 -- 0831 1981-90 Område Areell ndb- Normal ndb- Areell ndb- Normal ndbviktning (%) viktning (%) viktning (DE) viktning (DE) Parki 52.4 113.7 7 426 18 285 Suorva 36.0 33.6 9 982 15 999 Tjaktjajaure 58.1 93.1 15 323 13 241 Höstperioden 0801 -- 1031 1981-90 Område Areell ndb- Normal ndb- Areell ndb- Normal ndbviktning (%) viktning (%) viktning (DE) viktning (DE) Parki 155.0 137.0 10 649 9 391 Suorva 55.9 67.2 9 704 11 323 Tjaktjajaure 130.2 89.0 10 262 6 631 Tabell 5. Absolutbeloppet av den ackumulerade differensen i procent (%) och dygnsenheter (DE) för vår- respektive höstperioderna 1981-1990. Parki Ackumulerad differens 0501-0831 Areell Ndb EfJ Normal Ndb % DE 25~----~--------, 4000~-------------, 20 3000 15 10 5 o~~~a...~..-;;.~~li.!...lil_,...~ -5-3000 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 00 År -4000---------- ---...1 Figur 4. Parki. Ackumulerad differens i procent och dygnsenheter 0501-0831. Resultat från kalibrering och framkörning.

10 Parki Ackumulerad differens 0801-1031 Areell Ndb IBill Normal Ndb DE 4000...--------------, ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 00 År ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 00 År Figur 5. Parlci. Ackumulerad differens i procent och dygnsenheter 0801-1031. Resultat från kalibrering och framkörning. Kalibreringen av höstflöden ger överlag en negativ ackumulerad differens. Framförallt hösten 1984 gav ett stort underskott i båda modellversionerna, figur 5. Under den oberoende perioden blev underskott av beräknad tillrinning regel under höstarna och för den areella nederbördsfördelningen gav alla år från 1986-1990 kraftigt underskott. Normal nederbördsviktning av de då fyra ingående stationerna gav under hösten bättre resultat än motsvarande period med de areella viktningen. Under kalibreringsperioden är den förklarade variansen, R 2 -värdet, i det närmaste lika för de båda metoderna. För den oberoende perioden förbättras dock R 2 -värdet med den areella nederbördsfördelningen och blir bättre än vid normal viktning av de fyra stationerna som ingår i Parkis normala prognosmodell, tabell 3. Suorva I den ordinarie prognosmodellen för Suorva ingår endast tre nederbörds stationer. Dessa tre stationer representerar väl avrinningsområdet och kalibreringen ger ett bra resultat med liten ackumulerad differens vår och höst och låga R 2 -värden under kalibreringsperioden, figurerna 6 och 7. Även under den efterföljande oberoende perioden är resultatet tillfredsställande, med undantag av två höstsäsonger där den ordinarie modellen gav ett stort underskott.

11 Suorva Areell Ndb Ackumulerad differens 0501-0831 EB Normal Ndb DE 4000;:.::;...-------------, 3000-10 -15-20 -2st----------------' ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ År -3000-4ooot..--------------1 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ År Figur 6. Suorva. Ackumulerad differens i procent och dygnsenheter 0501-0831. Resultat från kalibrering och framkörning. Suorva Areell Ndb Ackumulerad differens 0801-1031 EB Normal Ndb ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ År ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ År Figur 7. Suorva. Ackumulerad differens i procent och dygnsenheter 0801-1031. Resultat från kalibrering och framkörning.

12 En areell fördelning av nederbörden med hjälp av LAM-modellen ger inte någon större förändring av resultatet. R 2 -värdena är lika med båda metoderna och när det gäller den ackumulerade differensen blir den vissa år något bättre och andra år något sämre med areell nederbördsfördelning, figurerna 6 och 7. Tjaktjajaure För Tjaktjajaure blir R 2 -värdet, eller den förklarade variansen, bättre med areell nederbördsviktning. Detta gäller både för kalibreringen och den efterföljande oberoende perioden. V årflödesvolymerna ger enligt den ackumulerade differensen ett något bättre värde med den areella nederbördsfördelningen än med den normala viktningen av Tjaktjajaures tre nederbördsstationerstationer. Allmänt gäller att med den normala viktningen varierar volymerna mycket mellan åren, medan med areella metoden är den ackumulerade differensen något negativ under nästan alla vårflodsperioder, figur 8. För höstarna är det mera variabelt. Under kalibreringen är några år kraftigt negativa, medan andra är något positiva och de två versionerna att vikta nederbörden följs åt. För den oberoende perioden, däremot, avviker den areella viktningen genom att den blir kraftigt negativ för alla åren, i mycket liknande utvecklingen för grannområdet Parki, figur 9. Tjaktjajaure Ackumulerad differens 0501-0831 Areell Ndb llill Normal Ndb 20 10 DE 4000,--------------, 3000 2000 1000 o..-;;..._,,,...,...,.._.,...-~_..-.;;..._,..._,..,.,,...,,;,:.al.j -10-15 -20-25----------------' 4000-------------~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 00 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 00 År År -1000-2000 -3000 Figur 8. Tjaktjajaure. Ackumulerad differens i procent och dygnsenheter 0501-0831. Resultat från kalibrering och framkörning.

13 Tjaktjajaure - Areell Ndb Ackumulerad differens 0801-1031 Bill Normal Ndb % DE 4000,---------------, 25.,..-------------- 20 3000 15 2000 10 5 0?l".. ~~.,,...1-..-... r..-,_..~,,,,...,,..f 1000-5 -1000-10 -15-20 -2000-3000 0i--"..._r--,~------'""'-'-.._,,r-ar--,~~~ -25-------------------- -4000--------------' Figur 9. Tjaktjajaure. Ackumulerad differens i procent och dygnsenheter 0801-1031. Resultat från kalibrering och framkörning. Slutsatser Nederbördsfältet över de här undersökta modellområdena tycks allmänt beskrivas bättre vid en, enligt denna metod, areell sammanviktning av nederbörden. För vårflödesperioden blir resultatet med arealnederbördsmetoden bättre eller lika bra som vid normal viktning för alla tre områdena. När det gäller höstsäsongen är resultatet dock lite annorlunda. För två av områdena, Parki och Tjaktjajaure, ger volymerna med arealnederbördsmetodens sätt att vikta nederbörd ett sämre resultat under hösten. Vad gäller förbättringen av modellprestandan är det viktigt att tänka på är att här utnyttjas avsevärt fler nederbördsstationer än i de ordinarie prognosmodellerna. Därmed erhålles en beskrivning av nederbördsfältet som förefaller att i allmänpet ge en förbättring av modellprestandan, åtminstone under vårflodsperioden. Försämringen under höstperiodema är intressant. Är det kanske så att viktningen av nederbördsstationema skall vara olika mellan snöackurnulationsperioden och sommar/höst-perioden. Beror då förbättringen på att LAM-modellen utnyttjats eller hade det helt enkelt hade blivit lika bra resultat med flera nederbördsstationer i de ordinarie modellerna och med en manuell ihopviktning av dessa? Det förefaller av stor vikt att mycket möda läggs ner på hur valet och sammanviktningen av nederbördsstationerna går till. Kanske går det att få samma resultat utan att gå omvägen via LAM-modellens interpoleringsrutin. Sammanfattningsvis förefaller det som om den här beskrivna metoden går att använda vid

14 modellarbeten. En bra interpoleringsrutin där mönstret av de fasta vikterna varierar endast då någon station faller bort eller kommer till verkar ge ett användbart resultat. Med tanke på framtida utveckling av det meteorologiska stationsnätet, där stationer kommer att flyttas eller läggas ner samtidigt som nya kommer till och allt fler av dem blir automatiska, kan areell nederbördsviktning bli en viktig metod i det hydrologiska modellarbetet. Någon hänsyn till övriga parametrar som kan användas med LAM-modellen, eller dagens HIRLAM, har inte tagits under detta arbete. Med utnyttjande av exempelvis modellberäknade vindfält skulle viktningen av nederbörden i grindnätet kunna variera från dag till dag beroende på aktuella vindförhållanden. Den fasta viktningen som här utnyttjats blir då istället flytande. En sådan modell skulle sannolikt att ytterligare förbättra modellresultatet men samtidigt medföra stora insatser i datortid. Referenser Andersson, E., Gustafsson, N., Meuller L. och Omstedt G., 1986; Development of meso-scale analysis schemes for nowcasting and very short-range forecasting. SMHI. Promis-rapporter, Nr 1. Lindell, S., 1992; Realtidsbestämning av arealnederbörd. SMHI. Mv PM 3. Ullerstig, A. och Unden, P. 1981; LAM - Primitiv modell för ett begränsat område och korta prognoser. SMHI. FoU-notiser Nr 12. Unden, P. 1982; The Swedish Limited Area Model. SMHI. RMK 35.

SMHI lf SMHI HYDROLOGI 15 Nr Titel 1 Bengt Carlsson Hydrokemiska data från de svenska fältforskningsområdena. Norrköping 1985. 2 Martin Häggström och Magnus Persson Utvärdering av 1985 års vårflödesprognoser. Norrköping 1986. 3 Sten Bergström, Ulf Ehlin, SMHI, och Per-Eric Ohlsson, V ASO Riktlinjer och praxis vid dimensionering av utskov och dammar i USA. Rapport från en studieresa i oktober 1985. Norrköping 1986. 4 Barbro Johansson, Erland Bergstrand och Torbjörn Jutman Skåneprojektet - Hydrologisk och oceanografisk information för vattenplanering - Ett pilotprojekt. Norrköping 1986. 5 Martin Häggström Översiktlig sammanställning av den geografiska fördelningen av skador främst på dammar i samband med septemberflödet 1985. Norrköping 1986. 6 Barbro Johansson Vattenföringsberäkningar i Södermanlands län - ett försöksprojekt. Norrköping 1986. 7 Maja Brandt Areella snöstudier. Norrköping 1986. 8 Bengt Carlsson, Sten Bergström, Maja Brandt och Göran Lindström PULS-modellen: Struktur och tillämpningar. Norrköping 1987. 9 Lennart Funkquist Numerisk beräkning av vågor i kraftverksdammar. Norrköping 1987. 10 Barbro Johansson, Magnus Persson, Enrique Aranibar and Robert Llobet Application of the HBV model to Bolivian basins. Norrköping 1987.

16 Nr Titel 11 Cecilia Ambjörn, Enrique Aranibar and Roberto Uobet Monthly streamflow simulation in Bolivian basins with a stochastic model. Norrköping 1987. 12 Kurt Ehlert, Torbjörn Lindkvist och Todor Milanov De svenska huvudvattendragens namn och mynningspunkter. Norrköping 1987. 13 Göran Lindström Analys av avrinningsserier för uppskattning av effektivt regn.. Norrköping 1987. 14 Maja Brandt, Sten Bergström, Marie Gardelin och Göran Lindström Modellberäkning av extrem effektiv nederbörd. Norrköping 1987. 15 Håkan Danielsson och Torbjörn Lindkvist Sjökarte- och sjöuppgifter. Register 1987. Norrköping 1987. 16 Martin Häggström och Magnus Persson Utvärdering av 1986 års vårflödesprognoser. Norrköping 1987. 17 Bertil Eriksson, Barbro Johansson, Katarina Losjö och Haldo Vedin Skogsskador - klimat. Norrköping 1987. 18 Maja Brandt Bestämning av optimalt klimatstationsnät för hydrologiska prognoser. Norrköping 1987. 19 Martin Häggström och Magnus Persson.Utvärdering av 1987 års vårflödesprognoser. Norrköping 1988. 20 Todor Milanov Frysförluster av vatten. Norrköping 1988.

17 Nr Titel 21 Martin Häggström, Göran Lindström, Luz Amelia Sandoval and Maria Elvira Vega Application of the HBV model to the upper Rfo Cauca basin. Norrköping 1988. 22 Mats Moberg och Maja Brandt Snökartläggning med satellitdata i Kultsjöns avrinningsområde. Norrköping 1988. 23 Martin Gotthardsson och Sten Lindell Hydrologiskt stationsnät. Svenskt Vattenarkiv Norrköping 1989. 24 Martin Häggström, Göran Lindström, Luz Amelia Sandoval y Maria Elvira Vega Aplicacion del modelo HBV a la cuenca superior del Rfo Cauca. Norrköping 1989. 25 Gun Zachrisson Svåra islossningar i Torneälven. Förslag till skadeförebyggande åtgärder. Norrköping 1989. 26 Martin Häggström Anpassning av HBV-modellen till Torneälven. Norrköping 1989. 27 Martin Häggström and Göran Lindström Application of the HBV model to six Centralarnerican rivers. Norrköping 1990. 28 Sten Bergström Parametervärden för HBV-modellen i Sverige. Erfarenheter från modell.kalibreringar under perioden 1975-1989. Norrköping 1990. 29 Urban Svensson och Ingemar Holrnström Spridningsstudier i Glan. Norrköping 1990. 30 Torbjörn Jutrnan Analys av avrinningens trender i Sverige. Norrköping 1991.

18 Nr Titel 31 Mercedes Rodriguez, Barbro Johansson, Göran Lindström, Eduardo Pianos y Alfredo Remont Aplicacion del modelo HBV a la cuenca del Rfo Cauto en Cuba. Norrköping 1991. 3 2 Erik Arner Simulering av vårflöden med HBV-modellen. Norrköping 1991. 33 Maja Brandt Snömätning med georadar och snötaxeringar i övre Luleälven. Norrköping 1991. 34 Bent Göransson, Maja Brandt och Hans Bertil Wittgren Markläckage och vattendragstransport av kväve och fosfor i Roxen/Glansystemet, Östergötland. Norrköping 1991. 35 Ulf Ehlin och Per-Eric Ohlsson, V ASO Utbyggd hydrologisk prognos- och varningstjänst. Rapport från studieresa i USA 1991-04-22--30. Norrköping 1991. 36 Martin Gotthardsson, Pia Rystam och Sven-Erik Westman Hydrologiska stationsnät/hydrological network. Svenskt Vattenarkiv. Norrköping 1992. 37 Maja Brandt Skogens inverkan på vattenbalansen. Norrköping 1992. 38 Joakim Harlin, Göran Lindström, Mikael Sundby (SMHI) och Claes-Olof Brandesten (Vattenfall Hydropower AB). Känslighetsanalys av Flödeskomrnittens riktlinjer för dimensionering av hel älv. Norrköping 1992. 39 Sten Lindell Realtidsbestämning av arealnederbörd. Norrköping 1993.

SMHI Sveriges meteorologiska och hydrologiska institut 60176 Norrköping. Tel 011-158000. Telex 64400 smhi s.