مدل های هیدرولوژیکی

مدل‌های هیدرولوژیکی جداگانه برای متغیرهای بخش آب استفاده شد. دو مدل هیدرولوژیکی مورد استفاده در زیر آمده است:

ISIMIP - CWatM

CWatM یک مدل منابع آب با توزیع مکانی، بارش-رواناب و مسیریابی کانال است (Burek et al., 2020). این مبتنی بر فرآیند است و برای تعیین کمیت در دسترس بودن آب، برداشت های انسانی از آب در بخش های مختلف (صنعت، خانگی، کشاورزی) و اثرات زیرساخت های آب، از جمله مخازن، پمپاژ آب زیرزمینی و کانال های آبیاری استفاده می شود. CWatM در سطح شبکه، با دو نسخه بومی برای وضوح 0.5◦ و 0.0833 درجه در مقیاس جهانی (با رزولوشن زیرشبکه با در نظر گرفتن توپوگرافی و پوشش زمین) طراحی شده است. این در گام های زمانی روزانه (با پله های زمانی زیر روزانه برای مسیریابی خاک و رودخانه) عمل می کند.


ISIMIP - H08

H08 یک مدل هیدرولوژیکی جهانی مبتنی بر سلول شبکه است. این شامل شش مدل فرعی، یعنی هیدرولوژی سطح زمین، مسیریابی رودخانه، بهره برداری از مخزن، رشد محصول، جریان زیست محیطی، و برداشت آب است. فرمول‌بندی مدل‌های فرعی به تفصیل در هاناساکی و همکاران توضیح داده شده است. (2008a,b, 2010). در تنظیمات شبیه‌سازی استاندارد، H08 به‌منظور ارزیابی ناهمگونی جغرافیایی هیدرولوژی و استفاده از آب، کل کره زمین را با وضوح 0.5 × 0.5 درجه پوشش می‌دهد. دوره شبیه سازی معمولاً چندین دهه است و فاصله محاسبه یک روز است. شش مدل فرعی شارهای آب را مبادله می کنند و ذخیره آب را در هر بازه محاسبه با بسته شدن کامل تعادل آب به روز می کنند (خطا کمتر از 0.01٪ از کل بارش ورودی است). این ویژگی‌ها ما را قادر می‌سازد تا به صراحت تعامل اصلی بین چرخه آب طبیعی و فعالیت‌های اصلی انسانی در کره زمین را شبیه‌سازی کنیم. کد منبع و راهنماهای H08 برای عموم آزاد است و در http://h08.nies.go.jp موجود است. در سال 2016، طرح های برداشت آب H08 به طور قابل توجهی افزایش یافته است. علاوه بر این، یک طرح ساده آب زیرزمینی به مدل فرعی هیدرولوژی سطح زمین اضافه شد. این ما را قادر می سازد تا برداشت آب از شش منبع اصلی آب را تخمین بزنیم، یعنی جریان جریان تنظیم شده توسط مخازن جهانی (یعنی مخازن تنظیم کننده جریان کانال اصلی رودخانه های بزرگ جهان)، انتقال آب قنات، مخازن محلی، نمک زدایی آب دریا، آب های زیرزمینی تجدید پذیر و آب های زیرزمینی تجدید ناپذیر مقاله توصیف مدل در https://www.hydrol-earth-syst-sci موجود است. net/22/789/2018/. H08 یکی از 13 مدل هیدرولوژی جهانی است که از پروتکل ISIMIP2a پیروی می کند که پایه شبیه سازی خروجی های بخش آب جهانی ISIMIP2a را تشکیل می دهد. برای توضیح فنی کامل داده های شبیه سازی ISIMIP2a از بخش آب (جهانی)، به این پیوند DOI مراجعه کنید: http://doi.org/ 10.5880/PIK.2017.010 برای ISIMIP2b، H08 جدید (Hanasaki et al., 2018) استفاده شد. این مدل به طور قابل توجهی با "H08 کلاسیک" (Hanasaki et al. 2008a, 2008b, 2010) با شش امتیاز تفاوت دارد. - طرح آب زیرزمینی اضافه شد. - طرح برداشت از آب های زیرزمینی اضافه شد. - طرح انتقال آب قنات اضافه شد - طرح جریان برگشتی و تلفات تحویل اضافه شد - طرح مخزن به روز شد - طرح نمک زدایی آب دریا اضافه شد برای ISIMIP3a/3b، پارامترهای هیدرولوژیکی H08 بر اساس مطالعه Yoshida و همکاران تنظیم شده است. (2022; https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2026/2026WR ). ما معتقدیم که اکنون تعادل آب کلی در مقایسه با نسخه های قبلی بهتر برآورد شده است. به دلیل برخی دلایل فنی، پارامترهای آب و هوای نیمه قطبی (Dc) بر اساس مقاطع طولی متفاوت است. این ممکن است باعث جهش ناگهانی متغیرهای هیدرولوژیکی (مثلاً رطوبت خاک) در مرزهای مقاطع شود. یوشیدا و همکاران را ببینید. (2022) برای جزئیات بیشتر.

مشخص‌کننده‌های آزمایش نیروی انسانی (سناریوهای اجتماعی)

برخی از مدل‌های هیدرولوژیکی نیز پارامتری را برای سطح تأثیر مستقیم انسان بر پیش‌بینی‌های سناریوی آینده مشخص می‌کنند. این «سناریوهای اجتماعی» به شرح زیر است:
histoc - تأثیرات مستقیم انسانی متفاوت در دوره تاریخی.
soc 1850 - تأثیرات مستقیم انسان از سال 1850 ثابت شد (مانند استفاده از زمین، رسوب نیتروژن و ورودی کود، تلاش ماهیگیری).
soc 2015 - تأثیرات مستقیم انسانی در سال 2015 ثابت شد (مانند استفاده از زمین، رسوب نیتروژن و ورودی کود، تلاش ماهیگیری).
2015soc-from-histsoc - ثابت شد تاثيرات مستقيم انساني سال 2015 (مثلاً استفاده از زمين، رسوب نيتروژن و ورودي کود، تلاش ماهيگيري) براي دوره آينده، اگر دوره تاريخي از تاثيرات مستقيم انساني متفاوت در دوره تاریخی.
nat - بدون تأثیر مستقیم انسانی (اجرای طبیعی شده).

برای KFO، سناریوهای histsoc و 2015soc برای هر متغیر در صورت موجود بودن انتخاب می‌شوند.


منابع:

EHanasaki, N., Yoshikawa, S., Pokhrel, Y., Kanae, S. et al. A global hydrological simulation to specify the sources of water used by humans. Hydrol. Earth Syst. Sci.,22,789–817,2018
Yoshida, T., Hanasaki, N., Nishina, K., Boulange, J., Okada, M., Troch, P. A. et al. Inference of parameters for a global hydrological model by applying Approximate Bayesian Computation: Identifiability of climate-based parameters. Water Resources Research,58,e2021WR030660,2022