Annual and seasonal precipitation patterns across lowland catchment derived from rain gauge and weather radar data

• Autorzy: Somorowska U.

Warianty tytułu

PL

Roczna i sezonowa struktura pola opadu w zlewni nizinnej na podstawie danych naziemnych i radarowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Weather radar technology offers a unique means for hydrological applications characterizing precipitation patterns with high space-time resolutions. In this paper rain gauge and weather radar data are applied simultaneously to improve the knowledge of seasonal and annual amount of precipitation in a protected wetland catchment in central Poland. Analysis of precipitation patterns in years 2004-2008 has demonstrated that significant improvement in the accuracy of precipitation estimation at a catchment scale can be achieved when applying radar data. Two slightly different zones have been detected within the catchment, regarding its annual and seasonal precipitation characteristics. Analysis has proved that the west part of the catchment is recharged by relatively lower precipitation in comparison to the east part situated in the vicinity of Warsaw agglomeration. Spatial differences in precipitation recharging subsurface water resources have revealed the reduced precipitation in wetland areas which are of special environmental importance. Recommendation refers to the use of high resolution rainfall data responding to the demand for better hydrological process understanding. Described technique, apart from purely hydrologic applications, may be used to identify the subsurface recharge in the areas of high environmental concern for solving water management problems.

PL

Radarowe techniki obserwacji pola opadu stanowią unikatowy element zastosowań hydrologicznych, charakteryzując opady z wysoką rozdzielczością przestrzenno-czasową. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki rozpoznania sezonowej i rocznej zmienności opadu w chronionej zlewni bagiennej Łasicy, położonej w środkowej Polsce. Wykorzystano zarówno dane radarowe, jak i naziemne, pochodzące z posterunków opadowych. Analiza dotyczyła lat hydrologicznych 2004-2008. Wykazano, że stosowanie danych radarowych znacznie uszczegóławia pole opadu analizowane w skali zlewni. W zlewni wyróżniono dwie strefy, odmienne pod względem rocznych i sezonowych charakterystyk opadu. Wykazano, że zachodnia część zlewni jest zasilana przez relatywnie niższe opady w porównaniu z częścią wschodnią położoną w sąsiedztwie aglomeracji warszawskiej. Stwierdzono występowanie najniższych opadów na obszarach bagiennych, uznanych za szczególnie cenne przyrodniczo. Stosowanie danych radarowych o wysokiej rozdzielczości przestrzennej odpowiada potrzebie szczegółowej identyfikacji procesów hydrologicznych w skali zlewni. Niska rozdzielczość przestrzenna danych naziemnych może prowadzić do błędnych oszacowań, a w rezultacie powodować niedokładności identyfikacji opadu jako elementu bilansu wodnego. Opisana metoda oceny pola opadu, oprócz zastosowań wyłącznie hydrologicznych, może być stosowana do identyfikacji obszarów o podwyższonym ryzyku występowania deficytów wody, co jest przydatne w gospodarowaniu wodą, szczególnie na obszarach chronionych.

Słowa kluczowe

EN

rain gauge precipitation; weather radar precipitation; spatial patterns; temporal patterns

PL

dane naziemne; dane radarowe; struktura czasowa pola opadu; struktura przestrzenna pola opadu

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2012
• Tom: no. 17 [VII-XII]
• Strony: 3--10
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Somorowska U.

• University of Warsaw, Faculty of Geography and Regional Studies, Department of Hydrology, Krakowskie Przedmieście 30, 00-927 Warsaw, Poland,

Bibliografia

• ABDELLA Y., ALFREDSEN K. 2010. Long-term evaluation of gauge-adjusted precipitation estimates from a radar in Norway. Hydrology Research. Vol. 41. No. 3–4 p. 171-192.
• CARPENTER T.M., GEORGAKAKOS K.P. 2001. Distributed hydrological modeling using radar precipitation. In: Remote sensing and hydrology 2000. Proceedings of a simposium. Santa Fe, Mexico, USA. April 2000. Eds M. Owe, K. Brubaker, J. Ritchie, A. Rango. International Association of Hydrological Sciences Publications. No. 267 p. 558–562.
• COLE S.J., MOORE R.J. 2009. Distributed hydrological model ling using weather radar in gauged and ungauged basins. Advances in Water Resources. Vol. 32 p. 1107-1120.
• DOMAŃSKA M., MICHALSKA-HEJDUK D., KOPEĆ D., KUCHARSKI L., OTRĘBA A., KĘBŁOWSKA A., KLOSS M., DEMBEK A. 2010. Map of types of naturally valuable habitats. In: Development of the method for re construction of primary hydrological conditions in Kampinos National Park in order to restrain nature degradation and improvement of biodiversity status [online]. Result No. 29 of the Research Project No. PL0268. [Access 5.09.2012]. Available at: http: kampinos.sggw.pl/
• DUGAS W.A., ARKIN G.F. 1984. Radar precipitation estimates for a soil water balance. Transactions of the ASAE. Vol. 27. Iss. 4 p. 1034–1039.
• EINFALT T., SZTURC J., OSRODKA K. 2010. The quality index for radar precipitation data: a tower of Babel? Atmospheric Science Letters. Vol. 11. Iss. 2 p. 139–144.
• GOTTSCHALK L., KRASOVSKAIA I., PINIEWSKI M., CHORMAŃSKI J. 2011. GIS-based model for environment al restoration works. Warszawa. WULS Press pp. 71.
• HE X., VEJEN F., STISEN S., SONNENBORG T.O., JENSEN K.H. 2011. An operational weather radar based QPE and its application in catchment water resources modeling. Vadose Zone Journal. Vol. 10. No. 1 p. 8–24.
• KOTOWSKI W., MATYSIAK A., DZIEKAŃSKA I., SIELEZNIEW M. 2009. Grasslands of the Kampinos National Park, Poland. In: Grasslands in Europe of high nature value. Eds P. Veen, R. Jefferson, J. de Smidt, J. van der Straaten. Zeist. KNNV Publishing p. 95–102.
• KRAUSE P.D., BOYLE P., BASE F. 2005. Comparison of different efficiency criteria for hydrological model assessment. Advances in Geosciences. Vol. 5 p. 89–97.
• LOBBRECHT A., EINFALT T., REICHARD L., POORTINGA I. 2011. Decision support for urban drainage using radar data of HydroNET-SCOUT. International Association of Hydrological Sciences Publications. No. 351 p. 626-631.
• LORENC H. 1991. Wpływ urbanizacji Warszawy na zmienność opadów atmosferycznych [Impact of urbanization on the variability of precipitation]. Wiadomości IMGW. Z. 1–4 p. 109–126.
• MICHALSKA-HEJDUK D. 2004. Najcenniejsze przyrodniczo obszary łąk i turzycowisk zachodniej części Kampinoskiego Parku Narodowego oraz propozycje ich ochrony [The most valuable grasslands and sedge meadows of the west Kampinos National Park and proposals of their protection]. Parki Narodowe i Rezerwaty Przyrody. T. 23. Nr 2 p. 203–218.
• OKRUSZKO T., MIODUSZEWSKI W., KROGULEC E., MICHALSKA-HEJDUK D., KOPEĆ D., PIÓRKOWSKI H., GRUSZCZYŃSKI T., KUBRAK J. 2011. Ocena potrzeb i możliwości renaturyzacji. W: Ochrona i renaturyzacja mokradeł Kampinoskiego Parku Narodowego [Evaluation of Leeds and possibilities of renaturization. In: Wetland protection and renaturization of the Kampinos National Park]. Eds T. Okruszko, W. Mioduszewski, L. Kucharski. Warszawa. Wydaw. SGGW p. 143–181.
• PARZYBOK T.W., HULTSTRAND D., CLARKE B., TOMLINSON E.M., KAPPEL B. 2010. Improving hydrologic analysis and applications through the use of quality controlled radar data and the storm precipitation analysis system [online]. In: Proceedings 2010 Canadian Dam Association Annual Conference. Niagara Falls, Ontario, October 3-7, 2010. [Access 15.09.2012]. Available at: http://www.appliedweatherassociates.com/uploads/1/3/8/1/13810758/improving_hydrologic_analysis_and_applications_through_the_use_of_quality_controlled_radar_data_and_the_storm_precipitation_analysis_systemcda_annual _conference__2010.pdf
• SZTURC J., DZIEWIT Z. 2005. Status and perspectives on using radar data: Poland [online]. In: Use of radar observations in hydrological and NWP models. COST Action 717. Final Report. Luxembourg p. 217–220. [Access 15.09.2012]. Available at: http://w3.cost.eu/ fileadmin/domain_files/METEO/Action_717/final_report/ final_report-717.pdf
• SZTURC J., OŚRÓDKA K., EINFALT T., JURCZYK A. 2010. Rainfall and runoff ensembles based on the quality index of radar precipitation data [online]. In: Radar in meteorology and hydrology. Proceedings 6th European Conference. Adv. in Radar Technology, Sibiu, Romania. [Access 1.09. 2012]. Available at: http://www.erad2010.org/pdf/POSTER/Thursday/01_hydro/14_ERAD2010_0054_modificat.pdf
• WEISSLING B. P., XIE H. 2009. MODIS biophysical states and NEXRAD Precipitation in a statistical evaluation of antecedent moisture condition and streamflow. Journal of the American Water Resources Association. Vol. 45. Iss. 2 p. 419–433.