Satellite precipitation estimates are more and more available. Nowadays, they are characterized by a great spatial and temporal detail. Thanks to their characteristics of temporal continuity and global coverage they represent a powerful data source, especially in poor-gauged areas. Nevertheless, they’re not commonly used in hydrological modelling due to the presence of bias. Recent studies demonstrated that a data correction based on flow regime and climate conditions can improve the performance of rainfall-runoff modelling in medium-high scales basins characterized by a tropical climate. In this work an attempt to use GPM rainfall estimates into FEST-WB is presented. FEST-WB is a semi-distributed and physically based rainfall-runoff model. It’s been used to model the Tanaro river basin from 12/03/2014 to 31/12/2014. From the simulations it can be showed that the satellite data represent correctly the rainfall dynamics, but a bias in the measurements is present. This bias is amplified in the hydrological simulations, since the discharges are overestimated by the model. Consequently, many false alarms are simulated. This study highlights that the satellite uncertainty is still too high. Many researches must be done before institutionalizing the satellite precipitation estimates exploitation. Nevertheless, they have a great potentiality.

Le stime di precipitazione da satellite sono sempre più disponibili e hanno un crescente dettaglio spaziale e temporale. Grazie alle loro caratteristiche di continuità e copertura globale rappresentano una potente fonte di informazioni, specialmente in aree dove le reti di sensori a suolo sono carenti. Nonostante ciò, sono poco utilizzate nell’ambito della modellazione idrologica a causa di bias nella misurazione. Recenti studi hanno dimostrato che una correzione di queste stime basata sul regime di portata e sulle condizioni climatiche del bacino di studio può aumentare la performance della modellazione idrologica di bacini di medie-grandi dimensioni in regioni tropicali o subtropicali. Nel presente lavoro sono state sfruttate le stime di precipitazione da satellite della costellazione GPM come input del modello di afflussi-deflussi FEST-WB, fisicamente basato e a parametri distribuiti, per la modellazione idrologica del bacino del Tanaro dal 12/03/2014 al 31/12/2014. I risultati dell’analisi delle stime di precipitazione mostrano una buona capacità di replicare le dinamiche meteorologiche registrate a suolo, ma avviene una sistematica sovrastima dei volumi di pioggia. Questo bias viene amplificato nella modellazione dei deflussi, come testimoniano la diminuzione della performance e l’aumento degli errori di portata al colmo per gli eventi di portata più significativi. Di conseguenza, anche la simulazione delle soglie di allertamento di portata ne risulta influenzata in modo significativo, con una stima eccessiva di falsi allarmi. Questo studio evidenzia che l’incertezza legata ai dati da satellite è ancora elevata, e bisogna condurre molte ricerche prima di poterne istituzionalizzare l’uso. Nonostante ciò, rimangono un mezzo di misura dalle grandi potenzialità.

Stime di precipitazione da satellite della costellazione GPM per la modellazione idrologica del bacino del Tanaro

CORSO, ELENA ANGELA MARIA
2017/2018

Abstract

Satellite precipitation estimates are more and more available. Nowadays, they are characterized by a great spatial and temporal detail. Thanks to their characteristics of temporal continuity and global coverage they represent a powerful data source, especially in poor-gauged areas. Nevertheless, they’re not commonly used in hydrological modelling due to the presence of bias. Recent studies demonstrated that a data correction based on flow regime and climate conditions can improve the performance of rainfall-runoff modelling in medium-high scales basins characterized by a tropical climate. In this work an attempt to use GPM rainfall estimates into FEST-WB is presented. FEST-WB is a semi-distributed and physically based rainfall-runoff model. It’s been used to model the Tanaro river basin from 12/03/2014 to 31/12/2014. From the simulations it can be showed that the satellite data represent correctly the rainfall dynamics, but a bias in the measurements is present. This bias is amplified in the hydrological simulations, since the discharges are overestimated by the model. Consequently, many false alarms are simulated. This study highlights that the satellite uncertainty is still too high. Many researches must be done before institutionalizing the satellite precipitation estimates exploitation. Nevertheless, they have a great potentiality.
DE MICHELE, CARLO
ING I - Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale
16-apr-2019
2017/2018
Le stime di precipitazione da satellite sono sempre più disponibili e hanno un crescente dettaglio spaziale e temporale. Grazie alle loro caratteristiche di continuità e copertura globale rappresentano una potente fonte di informazioni, specialmente in aree dove le reti di sensori a suolo sono carenti. Nonostante ciò, sono poco utilizzate nell’ambito della modellazione idrologica a causa di bias nella misurazione. Recenti studi hanno dimostrato che una correzione di queste stime basata sul regime di portata e sulle condizioni climatiche del bacino di studio può aumentare la performance della modellazione idrologica di bacini di medie-grandi dimensioni in regioni tropicali o subtropicali. Nel presente lavoro sono state sfruttate le stime di precipitazione da satellite della costellazione GPM come input del modello di afflussi-deflussi FEST-WB, fisicamente basato e a parametri distribuiti, per la modellazione idrologica del bacino del Tanaro dal 12/03/2014 al 31/12/2014. I risultati dell’analisi delle stime di precipitazione mostrano una buona capacità di replicare le dinamiche meteorologiche registrate a suolo, ma avviene una sistematica sovrastima dei volumi di pioggia. Questo bias viene amplificato nella modellazione dei deflussi, come testimoniano la diminuzione della performance e l’aumento degli errori di portata al colmo per gli eventi di portata più significativi. Di conseguenza, anche la simulazione delle soglie di allertamento di portata ne risulta influenzata in modo significativo, con una stima eccessiva di falsi allarmi. Questo studio evidenzia che l’incertezza legata ai dati da satellite è ancora elevata, e bisogna condurre molte ricerche prima di poterne istituzionalizzare l’uso. Nonostante ciò, rimangono un mezzo di misura dalle grandi potenzialità.
Tesi di laurea Magistrale
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10589/146528