Моделирование поверхности суши с гиперразрешением предоставляет беспрецедентную возможность для моделирования локально релевантных водных и энергетических циклов. Однако доступных данных о метеорологическом воздействии часто недостаточно для выполнения требований моделирования с гиперразрешением. Авторы разработали комплексную структуру уменьшения масштаба (downscaling framework) на основе скорректированных с учётом топографии методов и автоматизированного машинного обучения (AutoML). С помощью этой структуры был разработан набор данных атмосферного воздействия на уровне 90 м и на почасовой основе из данных ERA5 с разрешением 0,25°, а затем была применена модель Common Land Model (CoLM) с разработанными данными воздействия по двум сложным рельефным регионам (бассейны рек Хэйхэ и Верхний Колорадо). Систематически оценивались масштабированное воздействие и выходные данные CoLM как по наблюдениям на месте, так и по данным на сетке. Результаты наземной проверки показали последовательные улучшения для всех подвергнутых даунскейлингу переменных воздействия со среднеквадратическим отклонением, улучшенным на 6,362%–95,86%. Подвергнутые даунскейлингу воздействия, включавшие подробные топографические особенности, предлагали улучшенные оценки магнитуд, достигая сопоставимого уровня с данными регионального реанализа. Подвергнутые даунскейлингу воздействия, управляющие моделью CoLM, показали сопоставимые или лучшие результаты в моделировании потоков воды и энергии, что подтверждено проверками на месте. Моделирование с гиперразрешением предоставило подробное и более обоснованное описание процессов на поверхности земли и достигло схожих пространственных структур и величин с данными о поверхности земли с высоким разрешением, особенно в высокогорных районах. Кроме того, это исследование подчеркнуло преимущества использования моделей уменьшения масштаба (даунскейлинга) коротковолновой радиации на основе теории горной радиации и моделей даунскейлинга осадков с помощью AutoML. Эти результаты подчеркнули важность интеграции методов уменьшения масштаба на основе топографии для моделирования в масштабе склона холма.

 

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024JD041338