Describing macro-scale structure of the snow cover by a dynamic-stochastic model

A N Gelfan,V M Moreydo

doi:10.15356/2076-6734-2015-4-61-72

Abstract

Possibilities to investigate the spatial structure of snow cover by means of dynamic-stochastic model are discussed in this article. Basin of the Cheboksary reservoir (area of 376 500 sq.km) was used as an example. Results of numerical experiments show that our dynamic-stochastic model of the snow cover formation reproduces a snow field structure with adequate accuracy. The fractal dimensions of the modeled fields are in good correspondence with respective dimensions of fields obtained from data of the in situ observations.

Highlights

rather complicated process leading to a significant vari meters
spatially distributed dynamic-stochastic model that was tested on a case study on the Cheboksary reservoir watershed
around the watershed boundaries were taken from available data bases of RIHMI-WDC

Summary

Снежный покров и снежные лавины

Существующие методы исследования веро ятностных свойств макромасштабной структуры снежного покрова основаны главным образом на эмпирическом анализе данных снегомерных наблюдений. В работах [16, 17, 20, 21] показано, что эм пирические структурные функции запаса воды в снеге и толщины снежного покрова, постро енные по данным измерений в разных физикогеографических условиях, могут быть описаны степеннόй функцией γ ~ hα (0 < α < 2). Что физико-математическая модель позволяет с удовлетворительной точностью рассчитать мно голетний ход запасов воды в снеге и толщины снежного покрова с суточным разрешением по данным наблюдений за осадками, температурой и влажностью воздуха в разных физико-геогра фических зонах Европейской территории Рос сии. Нами разработан стохастический генератор погоды, предназначенный для моделирования методом Монте-Карло многолетних временных рядов среднесуточных значений температуры и дефи цита влажности воздуха, суточных сумм осадков с учётом взаимной временнόй и пространствен ной статистической связности перечисленных метеорологических переменных. Сначала были построены нормализованные поля (пространственные фрагменты) суточных значений метеорологических переменных (сред несуточные значения температуры и дефицита влажности воздуха, суточные суммы осадков) по данным наблюдений за 58 лет (1953–2010 гг.). Параметры стохастического генератора погоды и их значения для водосбора Чебоксарского водохранилища за период 1966–2009 гг

Стандартное отклонение среднего по площади среднегодового дефицита

Моделирование вероятностной структуры полей характеристик снежного покрова

Summary