On the variable‐lag and variable‐velocity cell‐to‐cell routing schemes for climate models

Abstract

The cell‐to‐cell channel routing schemes used in General Circulation Models (GCMs) and Regional Climate Models (RCMs) are revisited. A simpler parsimonious routing scheme based on Askew's formula (1970) for computing time‐evolving channel lags is implemented and tested against observations and compared with the variable‐velocity scheme of Arora and Boer (1999). The variable‐lag routing scheme agrees very well with the variable‐velocity scheme. The variable‐lag scheme has the advantage of using fewer parameters, which is a major advantage at fine resolution over a large domain, where the uncertainty associated with parameters can be quite large.

The spatial resolutions of RCMs are much finer than those of GCMs and hence there is a need for channel routing at fine spatial resolutions. The task of extending the cell‐to‐cell routing schemes developed for large‐scale routing, as in GCMs, to finer spatial scales, as in RCMs, is addressed. The sensitivity of the variable‐lag scheme to the routing time interval is studied. The choice of the routing time interval is very critical and varies with the spatial resolution as in any hydrological model. A simple method for determining the appropriate range of routing intervals at different spatial resolutions for the variable‐lag scheme is presented.

Résumé

[Traduit par la rédaction] On revisite les schémas de routage par canalisation de cellule à cellule utilizes dans les modèles de circulation générale (MCG) et les modèles régionaux du climat (MRC). On implémente un schéma de routage minimal plus simple, basé sur la formule d'Askew (1970), pour les calculs de délais de canalisation qui évoluent dans le temps et on le compare avec le schéma à vitesse variable d'Arora et Boer (1999). Le schéma de routage à délais variable s'accorde très bien avec le schéma à vitesse variable. Le schema à délais variable utilise moins de paramètres, ce qui est un avantage certain à fine résolution dans un vaste domaine, où l'incertitude liée aux paramètres peut être assez grande.

Les résolutions spatiales des MRC sont beaucoup plus fines que celles des MCG et il est donc souhaitable d'utiliser des routages par canalisation à de fines résolutions spatiales. On aborde la tâche d'appliquer les routages par canalisation conçus pour le routage à grande échelle, comme dans les MCG, à des échelles plus fines, comme dans les MRC. On étudie la sensibilité du schéma à délais variable à l'intervalle de temps de routage. Le choix de l'intervalle de temps de routage est très déterminant et varie selon la résolution spatiale, comme dans tout modèle hydrologique. On présente une méthode simple pour déterminer la gamme appropriée d'intervalles de routage à différentes résolutions spatiales pour le schéma à délais variable.

Notes

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