sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.15356/0373-2444-2012-5-61-70sergeogr-192Research ArticleПриродные процессы и динамика геосистемNatural Processes and Dynamics of GeosystemsВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ ГИДРОГРАФОВ СТОКА СЕВЕРНЫХ РЕК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЛОБАЛЬНЫХ БАЗ ДАННЫХRun-off Hydrograph Reproduction of Northern Rivers with Use of Global Data BaseНасоноваО. Н.NasonovaO. N.ГусевЕ. М.GusevaE. M.КовалевЕ. Э.KovalevB. E.Учреждение Российской академии наук Институт водных проблем РАНРоссияInstitute of Water Problems, RASRussian Federation201219072015056170Copyright © Насонова О.Н., Гусев Е.М., Ковалев Е.Э., 20152015Насонова О.Н., Гусев Е.М., Ковалев Е.Э.Nasonova O.N., Guseva E.M., Kovalev B.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/192

Проведены расчеты суточных гидрографов стока девяти российских северных рек по модели тепловлагообмена подстилающей поверхности суши с атмосферой SWAP. В качестве информационного обеспечения использовались три глобальные метеорологические базы данных (реанализ NCEP/DOE, реанализ ERA-40 и гибридизированный NCEP/DOE реанализ), а также глобальные базы данных по параметрам подстилающей поверхности. Показано, что высокое качество расчета стока северных рек на основе модели SWAP и глобальных баз данных возможно в случае одновременной оптимизации параметров модели и поправок к осадкам и приходящей радиации.

Daily run-off hydrograph calculations of nine Russian rivers according to the model of heat-moisture exchange of the underlying surface with the atmosphere SWAP are made. As an informational support three global meteorological data base were used (reanalyses NCEP/DOE, reanalyses ERA-40 and hybridizes NCEP/DOE reanalyses), as well as global data base according tom parameters of the underlying surface. It is shown, that high quality of run-off calculation of the Nothjern rivers on the base of SWAP model and global data base is possible in case of simultaneous optimization of the model parameters and reductions toward the precipitation and incoming radiation.

РФФИ, международный проект GSWP-2, GRDC (The Global Runoff Data Centre, D – 56068 Koblenz, Germany)ReferencesАпполов Б.А., Калинин Г.П., Комаров В.Д. Курс гидрологических прогнозов. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 366 с.Апполов Б.А., Калинин Г.П., Комаров В.Д. Курс гидрологических прогнозов. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 366 с.Гусев Е.М., Насонова О.Н. Параметризация теплои влагообмена на поверхности суши при сопряжении гидрологических и климатических моделей // Водные ресурсы. 1998. Т. 25. № 4. С. 421–431.Гусев Е.М., Насонова О.Н. Параметризация теплои влагообмена на поверхности суши при сопряжении гидрологических и климатических моделей // Водные ресурсы. 1998. Т. 25. № 4. С. 421–431.Гусев Е.М., Насонова О.Н. Параметризация процессов тепловлагообмена в системе “грунтовые воды – почва – растительный / снежный покров – атмосфера” для территорий с четко выраженной сезонной изменчивостью климата // Почвоведение. 2000. № 6. С. 733–747.Гусев Е.М., Насонова О.Н. Параметризация процессов тепловлагообмена в системе “грунтовые воды – почва – растительный / снежный покров – атмосфера” для территорий с четко выраженной сезонной изменчивостью климата // Почвоведение. 2000. № 6. С. 733–747.Гусев Е.М., Насонова О.Н. Опыт моделирования процессов тепловлагообмена на поверхности суши в региональном масштабе // Водные ресурсы. 2000. Т. 27. № 1. C. 32–47.Гусев Е.М., Насонова О.Н. Опыт моделирования процессов тепловлагообмена на поверхности суши в региональном масштабе // Водные ресурсы. 2000. Т. 27. № 1. C. 32–47.Гусев Е.М., Насонова О.Н. Параметризация процессов тепловлагообмена в бореальных лесных экосистемах // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2001. Т. 37. № 2. C. 182–200.Гусев Е.М., Насонова О.Н. Параметризация процессов тепловлагообмена в бореальных лесных экосистемах // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2001. Т. 37. № 2. C. 182–200.Гусев Е.М., Насонова О.Н. Моделирование процессов тепловлагообмена суши с атмосферой в локальном масштабе для территорий с многолетней мерзлотой // Почвоведение. 2004. № 9. С. 1077–1092.Гусев Е.М., Насонова О.Н. Моделирование процессов тепловлагообмена суши с атмосферой в локальном масштабе для территорий с многолетней мерзлотой // Почвоведение. 2004. № 9. С. 1077–1092.Гусев Е.М., Насонова О.Н. Моделирование тепло- и влагообмена поверхности суши с атмосферой. М.: Наука, 2010. 327 с.Гусев Е.М., Насонова О.Н. Моделирование тепло- и влагообмена поверхности суши с атмосферой. М.: Наука, 2010. 327 с.Гусев Е.М., Насонова О.Н., Джоган Л.Я. Воспроизведение гидрографов стока р. Печоры на основе модели тепловлагообмена подстилающей поверхности суши с атмосферой // Водные ресурсы. 2010. Т. 37. № 2. С. 186–198.Гусев Е.М., Насонова О.Н., Джоган Л.Я. Воспроизведение гидрографов стока р. Печоры на основе модели тепловлагообмена подстилающей поверхности суши с атмосферой // Водные ресурсы. 2010. Т. 37. № 2. С. 186–198.Гусев Е.М., Насонова О.Н., Джоган Л.Я., Ковалев Е.Э. Использование модели взаимодействия подстилающей поверхности суши с атмосферой SWAP для расчетов речного стока в высоких широтах // Водные ресурсы. 2008. Т. 35. № 1. С. 1–15.Гусев Е.М., Насонова О.Н., Джоган Л.Я., Ковалев Е.Э. Использование модели взаимодействия подстилающей поверхности суши с атмосферой SWAP для расчетов речного стока в высоких широтах // Водные ресурсы. 2008. Т. 35. № 1. С. 1–15.Гусев Е.М., Насонова О.Н., Джоган Л.Я., Ковалев Е.Э. Моделирование стока р. Северной Двины с использованием модели взаимодействия поверхности суши с атмосферой SWAP и глобальных баз данных // Водные ресурсы. 2011. Т. 38. № 4. С. 439–453.Гусев Е.М., Насонова О.Н., Джоган Л.Я., Ковалев Е.Э. Моделирование стока р. Северной Двины с использованием модели взаимодействия поверхности суши с атмосферой SWAP и глобальных баз данных // Водные ресурсы. 2011. Т. 38. № 4. С. 439–453.Гусев Е.М., Насонова О.Н., Ковалев Е.Э. Моделирование составляющих теплового и водного балансов поверхности суши земного шара // Водные ресурсы. 2006. Т. 33. № 6. С. 664–676.Гусев Е.М., Насонова О.Н., Ковалев Е.Э. Моделирование составляющих теплового и водного балансов поверхности суши земного шара // Водные ресурсы. 2006. Т. 33. № 6. С. 664–676.Насонова О.Н. Влияние неопределенностей в глобальных базах данных по осадкам на оценки составляющих водного баланса суши // Водные ресурсы. 2011 (в печати).Насонова О.Н. Влияние неопределенностей в глобальных базах данных по осадкам на оценки составляющих водного баланса суши // Водные ресурсы. 2011 (в печати).Насонова О.Н., Гусев Е.М., Ковалев Е.Э. Глобальные оценки составляющих теплового и водного балансов суши // Изв. РАН. Сер. геогр. 2008. № 1. С. 8–19.Насонова О.Н., Гусев Е.М., Ковалев Е.Э. Глобальные оценки составляющих теплового и водного балансов суши // Изв. РАН. Сер. геогр. 2008. № 1. С. 8–19.Boone A., Habets F., Noilhan J., Clark D. et al. The Rhone-aggregation land surface scheme intercomparison project: An overview // J. Climate. 2004. V. 17. № 1. P. 187–208.Boone A., Habets F., Noilhan J., Clark D. et al. The Rhone-aggregation land surface scheme intercomparison project: An overview // J. Climate. 2004. V. 17. № 1. P. 187–208.Clapp R.B., Hornberger G.M. Empirical equations for some soil hydraulic properties // Water Resources Research. 1978. V. 14. № 4. P. 601–604.Clapp R.B., Hornberger G.M. Empirical equations for some soil hydraulic properties // Water Resources Research. 1978. V. 14. № 4. P. 601–604.Duan Q., Schaake J., Andreassian V., Franks S. et al. Model Parameter Estimation Experiment (MOPEX): An overview of science strategy and major results from the second and third workshops // J. Hydrology. 2006. V. 320. № 1–2. P. 3–17.Duan Q., Schaake J., Andreassian V., Franks S. et al. Model Parameter Estimation Experiment (MOPEX): An overview of science strategy and major results from the second and third workshops // J. Hydrology. 2006. V. 320. № 1–2. P. 3–17.Duan Q., Sorooshian S., Gupta V.K. Effective and efficient global optimization for conceptual rainfall runoff models // Water Resources Research. 1992. V. 28. № 4. P. 1015–1031.Duan Q., Sorooshian S., Gupta V.K. Effective and efficient global optimization for conceptual rainfall runoff models // Water Resources Research. 1992. V. 28. № 4. P. 1015–1031.Gusev Ye.M., Nasonova O.N. The Land Surface Parameterization scheme SWAP: description and partial validation // Global Planetary Change. 1998. V. 19. № 1–4. P. 63–86.Gusev Ye.M., Nasonova O.N. The Land Surface Parameterization scheme SWAP: description and partial validation // Global Planetary Change. 1998. V. 19. № 1–4. P. 63–86.Gusev Ye.M., Nasonova O.N. An experience of modeling heat and water exchange at the land surface on a large river basin scale // J. Hydrology. 2000. V. 233. № 1–4. P. 1–18.Gusev Ye.M., Nasonova O.N. An experience of modeling heat and water exchange at the land surface on a large river basin scale // J. Hydrology. 2000. V. 233. № 1–4. P. 1–18.Gusev Ye.M., Nasonova O.N. The simulation of heat and water exchange at the land-atmosphere interface for the boreal grassland by the land-surface model SWAP // Hydrolog. Proc. 2002. V. 16. № 10. P. 1893–1919.Gusev Ye.M., Nasonova O.N. The simulation of heat and water exchange at the land-atmosphere interface for the boreal grassland by the land-surface model SWAP // Hydrolog. Proc. 2002. V. 16. № 10. P. 1893–1919.Gusev Ye.M., Nasonova O.N. Modelling heat and water exchange in the boreal spruce forest by the landsurface model SWAP // J. Hydrology. 2003. V. 280. № 1–4. P. 162–191.Gusev Ye.M., Nasonova O.N. Modelling heat and water exchange in the boreal spruce forest by the landsurface model SWAP // J. Hydrology. 2003. V. 280. № 1–4. P. 162–191.Hall F., Collatz G., Los S., Brown de Colstoun E., Landis D. (eds.). ISLSCP Initiative II. NASA // DVD/CDROM, NASA, 2005.Hall F., Collatz G., Los S., Brown de Colstoun E., Landis D. (eds.). ISLSCP Initiative II. NASA // DVD/CDROM, NASA, 2005.Huffman G.J., Adler R.F., Arkin P. et al. The Global Precipitation Climatology Project (GPCP) combined precipitation dataset // Bull. Amer. Meteor. Soc. 1997. V. 78. P. 5–20.Huffman G.J., Adler R.F., Arkin P. et al. The Global Precipitation Climatology Project (GPCP) combined precipitation dataset // Bull. Amer. Meteor. Soc. 1997. V. 78. P. 5–20.Manabe S. Climate and the ocean circulation: 1. The atmospheric circulation and the hydrology of the earth’s surface // Monthly Weather Review. 1969. V. 97. № 11. P. 739–805.Manabe S. Climate and the ocean circulation: 1. The atmospheric circulation and the hydrology of the earth’s surface // Monthly Weather Review. 1969. V. 97. № 11. P. 739–805.Mengelkamp H.-T., Warrach K., Ruhe C., Raschke E. Simulation of runoff and streamfl ow on local and regional scales // Meteorol. Atmospheric Physics. 2001. V. 76. № 1–4. P. 107–117.Mengelkamp H.-T., Warrach K., Ruhe C., Raschke E. Simulation of runoff and streamfl ow on local and regional scales // Meteorol. Atmospheric Physics. 2001. V. 76. № 1–4. P. 107–117.Nash J.E., Sutcliffe J.V. River fl ow forecasting through conceptual models: 1 A discussion of principles // J. Hydrology. 1970. V. 10. № 3. P. 282–290.Nash J.E., Sutcliffe J.V. River fl ow forecasting through conceptual models: 1 A discussion of principles // J. Hydrology. 1970. V. 10. № 3. P. 282–290.Nasonova O.N., Gusev Ye.M., Kovalev Ye.E. Investigating the Ability of a Land Surface Model to Simulate Streamfl ow with the Accuracy of Hydrological Models: A Case Study Using MOPEX Materials // J. Hydrometeorology. 2009. V. 10. № 5. P. 1128–1150.Nasonova O.N., Gusev Ye.M., Kovalev Ye.E. Investigating the Ability of a Land Surface Model to Simulate Streamfl ow with the Accuracy of Hydrological Models: A Case Study Using MOPEX Materials // J. Hydrometeorology. 2009. V. 10. № 5. P. 1128–1150.Nasonova O.N., Gusev Ye.M., Kovalev Ye.E. Impact of uncertainties in meteorological forcing data and land surface parameters on global estimates of terrestrial water balance components // Hydrolog. Proc. 2011. V. 25. № 7. P. 1074–1090.Nasonova O.N., Gusev Ye.M., Kovalev Ye.E. Impact of uncertainties in meteorological forcing data and land surface parameters on global estimates of terrestrial water balance components // Hydrolog. Proc. 2011. V. 25. № 7. P. 1074–1090.New M., Hulme M., Jones P. Representating twentiethcentury space-time climate variability. Part II: Development of 1901-96 monthly grids of terrestrial surface climate // J. Climate. 2000. V. 13. P. 2217–2238.New M., Hulme M., Jones P. Representating twentiethcentury space-time climate variability. Part II: Development of 1901-96 monthly grids of terrestrial surface climate // J. Climate. 2000. V. 13. P. 2217–2238.Oki T., Sud Y.C. Design of Total Runoff Integrating Pathways (TRIP) – A global river channel network // Earth Interactions. 1998. V. 2. № 1. P. 1 –36.Oki T., Sud Y.C. Design of Total Runoff Integrating Pathways (TRIP) – A global river channel network // Earth Interactions. 1998. V. 2. № 1. P. 1 –36.Rudolf B., Hauschild H., Reuth W., Schneider U. Terrestrial precipitation analysis: Operational method and required density of point measurements // NATO ASI Series I: Global Precipitation and Climate Change. Berlin: Springer-Verlag, 1994. V. 26. P. 173–186.Rudolf B., Hauschild H., Reuth W., Schneider U. Terrestrial precipitation analysis: Operational method and required density of point measurements // NATO ASI Series I: Global Precipitation and Climate Change. Berlin: Springer-Verlag, 1994. V. 26. P. 173–186.Su F., Adam J.C., Bowling L.C., Lettenmaier D.P. Streamfl ow simulations of the terrestrial Arctic domain // J. Geophysical Research. 2005. V. 110. D08112, doi:10.1029/2004JD005518.Su F., Adam J.C., Bowling L.C., Lettenmaier D.P. Streamfl ow simulations of the terrestrial Arctic domain // J. Geophysical Research. 2005. V. 110. D08112, doi:10.1029/2004JD005518.WMO, 1994. Guide to hydrological practices. WMONo.168. World Meteorological Organization.WMO, 1994. Guide to hydrological practices. WMONo.168. World Meteorological Organization.Wood E.F., Lettenmaier D.P., Liang X., Lohmann D. et. al. The project for intercomparison of land-surface parameterization schemes (PILPS) phase-2(c) Red-Arkansas River basin experiment: 1. Experiment description and summary intercomparisons // Global Planetary Change. 1998. V. 19. № 1–4. P. 115–135.Wood E.F., Lettenmaier D.P., Liang X., Lohmann D. et. al. The project for intercomparison of land-surface parameterization schemes (PILPS) phase-2(c) Red-Arkansas River basin experiment: 1. Experiment description and summary intercomparisons // Global Planetary Change. 1998. V. 19. № 1–4. P. 115–135.Zhao M., Dirmeyer P.A. Production and analysis of GSWP-2 near-surface meteorology data sets // COLA Technical Report. 2003. № 159. 36 p.Zhao M., Dirmeyer P.A. Production and analysis of GSWP-2 near-surface meteorology data sets // COLA Technical Report. 2003. № 159. 36 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.