Thirty‐five year (1971–2005) simulation of daily soil moisture using the variable infiltration capacity model over China

Abstract

We use the Variable Infiltration Capacity (VIC) land surface macroscale hydrology model driven by observed maximum and minimum air temperatures and precipitation to map daily soil moisture values over China for the period 1 January 1971 to 31 July 2005. The model is applied over a grid of 10 458 points with a resolution of 30 km × 30 km. The model is first calibrated using observed hydrographs from 35 catchments with drainage areas varying from 190 to 351 530 km2. The model is then validated over these 35 catchments at different periods, and over an additional eight catchments with drainage areas ranging from 1230 to 10 010 km2. An estimation procedure to determine model parameters is developed and applied to catchments where hydrographs are not available for the standard calibration process. In situ soil moisture measurements from 28 sites around the country are also used for model validation. VIC performs well over both calibration and validation catchments especially in humid and semi‐humid regions. The 35‐year soil moisture climatology for the top 1 m from VIC is consistent with known soil moisture conditions in China.

Résumé

[Traduit par la rédaction] Nous utilisons le modèle hydrologique macroscopique de surface à capacité d'infiltration variable (VIC) piloté par les températures maximales et minimales de l'air et les precipitations observées pour cartographier les valeurs quotidiennes d'humidité du sol en Chine durant la période allant du 1er janvier 1971 au 31 juillet 2005. Le modèle est appliqué sur une grille de 10 458 points dont la résolution est de 30 km × 30 km. Le modèle est d'abord étalonné à l'aide d'hydrogrammes observés provenant de 35 bassins hydrologiques dont l'aire de drainage varie entre 190 et 351 530 km2. Le modèle est ensuite validé à ces 35 bassins hydrologiques pour différentes périodes ainsi qu'à huit autres bassins hydrologiques dont l'aire varie entre 1 230 et 10 010 km2. Nous définissions une méthode d'estimation permettant de déterminer les parameters du modèle et nous l'appliquons aux bassins hydrologiques pour lesquels nous ne disposons pas d'hydrogrammes pour le processus d'étalonnage de référence. Nous utilisons aussi des mesures d'humidité du sol faites sur place à 28 sites dans le pays pour la validation du modèle. Le modèle VIC donne de bons résultats tant dans les basins hydrologiques d'étalonnage que de validation, en particulier dans les régions humides et semi‐humides. La climatologie de 35 ans de l'humidité du sol dans le premier mètre fournie par le modèle VIC est compatible avec les conditions connues d'humidité du sol en Chine.

Notes

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