HSFSEn Multimodell för hydrologiska säsongsprognoser

Kean Foster, Cintia Uvo, Jonas Olsson, Wei Yang, Johan SödlingHUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

HUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

Hydrologic Seasonal Forecast System

Multimodell skräddarsydda för homogena hydrologiska regioner i Sverige

Baserad på klimatologiska förhållanden, storskaliga atmosfärisk cirkulation, modellerad snödata, analoga meteorologiska förhållanden, och säsongs prognoser från globala klimatmodeller

Sanolikhets prognoser

HSFS

HUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

HUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

HSFS - Homogena regioner och säsonger

HSFS - Multimodel diagramHUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

Forecast

HSFS - GCM kedjaHUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

Forecast

1961, 1962, 1963, 1964, 1965, 1966, 1967, 1968, 1969, 1970, 1971, 1972, 1973, 1974, 1975, 1976, 1977, 1978, 1979, 1980, 1981, 1982, 1983, 1984, 1985, 1986, 1987, 1988, 1989, 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008,2009, 2010,…

HSFS - Analog kedjaHUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

Teleconnection klimatindex AO SCAND

Välj alla år med jämförbara TCI kombinationer Euklidiska avstånden mindre än 0,25 std. dev.

Analoga år HBVPrognos

vårflodsvolymbörjan-juli

HUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

HSFS - Analog kedja

Forecast

HSFS - Statistisk kedjaHUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

Prediktorer från GCM säsongs prognoser Tryckfältvariabler Temperatur- och strålningsvariabler fuktvariabler

Modellerad snödata Observerade säsongs volymer

GCM säsongsprognos(prognosdag-Juli) SVD

Prognosvårflodsvolym

början-juli

HUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

HSFS - Statistisk kedja

Två versioner av HSFS prognoser

Normal multimodell (MM)• Prognoserna från de olika kedjorna kombineras med hjälp av

lika vikter

Delta change multimodell (∆C MM)• De anomalier i prognoserna från de olika kedjorna läggs till den

observerade klimatologi. Dessa prognoser kombineras med hjälp av lika vikter

HUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

HSFS - varianter

’Utelämna en’ korsvalidering 1981-2015

• januari• februari• mars• april• maj

Utvärdering RI – förbättring av volymfel i procentenheter jämfört med IHMS

FY+ - frekvens av när HSFS presterar bättre än IHMS

ROCSS - mått på hur ofta de ensemblemedlemmarna korrekt förutspå överskridandet av en tröskel

Föreslagen visualisering

HUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

Utvärdering - protokoll

förbättring av volymfel i procentenheter jämfört med IHMS

HUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

Utvärdering - RI

FY+ - frekvens av när HSFS presterar bättre än IHMS

HUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

Utvärdering - FY+

Mått på hur ofta de ensemblemedlemmarna korrekt förutspå överskridandet av en tröskel

HUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

Utvärdering - ROCSS

Dagens säsongsprognoser

Spagettiplot Svåra att tolka

HUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

Visualisering

Alla modellerings kedjor används för att förutse vårflodsvolymen

HUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

Visualisering - boxplot

HUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

Visualisering - boxplot

De dynamiska modellerings kedjor används för att förutse både vårflodsvolymen och -timing

HUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

Visualisering – OnsetVolume Box

HUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

Visualisering – OnsetVolume Box

Planera för att testa HSFS operativt på SMHI från januari 2016 tillsammans med VRF

För framtiden…

Förbättra visualisering tillsammans med slutanvändare

Möjligt att integrera ytterligare dataströmmar och hydrologiska modeller

Behov att förstå vad som orsakar nedgången i prognoskvalité för mars

HUVA-dagen, 2 december 2015, Stockholm

Kommentarer

SMHI operational database Precipitation + Temperature (PTHBV) Inflows (observed)

ECMWF-SFS database (8th every month) Precipitation + Temperature Predictor fields

• Pressure field variables• Temperature/radiation variables• Moisture variables

CPC-NOAA (1st every month) TCI – AO+SCA

Data