Παραγωγή χωρικά συνεπών πεδίων βροχόπτωσης για χρήση σε μοντέλα βροχής-απορροής

Την τελευταία δεκαετία, τα δεδομένα από ραντάρ έχουν διαδοθεί ευρύτατα στο Ηνωμένο Βασίλειο, παρέχοντας έτσι ένα τρόπο παρατήρησης της επιφανειακής βροχόπτωσης. Τα ραντάρ, παρόλο που έχουν περιορισμούς σχετικά με την επίδοσή τους και που δεν έχουν δώσει ακόμη μεγάλα δείγματα συνεχών μετρήσεων, αντιπροσωπεύουν μια σημαντική πηγή πληροφορίας, η οποία επιτρέπει, για πρώτη φορά, να μελετηθεί η συνεχής χωρική κατανομή της βροχόπτωσης. Παράλληλα, πρόσφατη έρευνα στην κατασκευή μοντέλων χωρικής βροχόπτωσης έχει οδηγήσει στην παραγωγή μιας σειράς εργαλείων κατάλληλων για υδρολογικές εφαρμογές. Ωστόσο, οι περισσότερες μέθοδοι αναπαράστασης της βροχής στον υδρολογικό σχεδιασμό και την προσομοίωση είναι σχετικά πρωτόγονες. Υπάρχει, επομένως, ανάγκη να συνδυαστούν οι δυνατότητες των νέων πηγών δεδομένων και των νέων μοντέλων, ώστε να παραχθεί μια νέα γενιά εργαλείων μοντελοποίησης της βροχής για την υποστήριξη των υδρολογικών εφαρμογών. Σε μια μείζονα μελέτη για το Υπουργείο Γεωργίας, Αλιείας και Τροφίμων, αναπτύχθηκε μια συλλογή μοντέλων βροχής με ευρείες δυνατότητες εφαρμογής, για την παραγωγή εισόδων σε κατανεμημένα ή συγκεντρωτικά υδρολογικά μοντέλα με βάση δεδομένα από ραντάρ και βροχομετρικούς σταθμούς. Στα εργαλεία αυτά περιλαμβάνονται χωροχρονικά μοντέλα βροχής, γενικευμένα γραμμικά μοντέλα και υβριδικά μοντέλα. Στα χωροχρονικά μοντέλα, η βροχή αναπαριστάνεται σε συνεχή χώρο και χρόνο και έτσι μπορεί να συναθροιστεί σε οποιαδήποτε απαιτούμενη χωρική ή χρονική κλίμακα. Τα γενικευμένα γραμμικά μοντέλα αναπαριστάνουν τη σημειακή βροχόπτωση σε ένα αριθμό σημείων χρησιμοποιώντας επεκτάσεις της πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης. Με αυτό τον τρόπο μπορούν να ληφθούν υπόψη οποιεσδήποτε επεξηγηματικές μεταβλητές (π.χ. υψόμετρο, επιδράσεις ομβροσκιάς, απόσταση από τη θάλασσα) καθώς και η χρονική εξάρτηση (π.χ., προηγούμενη βροχή). Τα μοντέλα αυτά είναι επομένως εξαιρετικά ευέλικτα και μπορούν να ενσωματώσουν τη χωρική μη-στασιμότητα και χρονικές μακροπρόθεσμες κλιματικές επιδράσεις. Η υβριδική προσέγγιση, η οποία αναπτύχθηκε για περιπτώσεις περιορισμένης διαθεσιμότητας δεδομένων, χρησιμοποιεί την τεχνική του χωροχρονικού επιμερισμού της βροχής.