@Article{SiqueiraCollMainChou:2016:EnFlFo,
author = "Siqueira, Vin{\'{\i}}cius Alencar and Collischonn, Walter and
Mainardi, Fernando and Chou, Sin Chan",
affiliation = "{Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)} and
{Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)} and
{Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)} and {Instituto
Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)}",
title = "Ensemble flood forecasting based on operational forecasts of the
regional Eta EPS in the Taquari-Antas basin",
journal = "Revista Brasileira de Recursos H{\'{\i}}dricos",
year = "2016",
volume = "21",
number = "3",
pages = "587--602",
month = "jul./set.",
keywords = "Previs{\~a}o de cheias, Previs{\~a}o por conjunto, Modelo Eta,
MGB-IPH, Previs{\~a}o de cheias, Previs{\~a}o por conjunto,
Modelo Eta, MGB-IPH.",
abstract = "Hydrological Ensemble Prediction Systems (HEPS) play an important
role on operational flood forecasting. Unlike in deterministic
approach, which relies on a single prediction of future river
flows, these systems can represent the forecast uncertainty and
provide a better detection of extreme hydro-meteorological events.
In this context, the present study aimed to assess both the
quality of ensemble flood forecasts on Taquari-Antas basin and its
potential to provide additional information to a local Flood Alert
System. The hydrological model MGB-IPH was coupled to the
high-resolution meteorological EPS Eta model with five members of
different parameterization schemes and boundary conditions, as
well as to the deterministic version of Eta regional model. On a
single event evaluation, the peak discharge was reasonable well
predicted by at least one ensemble member, in nearly all
forecasts, with a good prediction of the flood timing for the
considered lead times. In a comparison with deterministic
forecasts, the ensemble ones showed higher accuracy and higher
probability of detection (POD) for the reference thresholds,
preserving false alarm rates at reasonably low levels. An overall
tendency of underestimation was also identified, with most
observations falling between the higher ranks of the ensemble.
Furthermore, the combination of previous forecasts (t-12h) with
the recent ones leads to a slight increase of ensemble spread and
POD, despite the performance reduction in terms of accuracy and
bias for the ensemble mean. Results suggest that there is a
benefit in having hydrological ensemble forecasts obtained from
the high resolution EPS Eta model, which can be used as a
complementary information to a local Flood Alert System supporting
pre-alert issues and Civil Defense internal planning actions.
RESUMO: A previs{\~a}o hidrol{\'o}gica por conjunto tem sido
reconhecida como uma ferramenta essencial em diversos sistemas
operacionais de previs{\~a}o de cheias. Diferentemente da
abordagem determin{\'{\i}}stica, que disponibiliza apenas uma
previs{\~a}o pontual, a previs{\~a}o por conjunto permite a
representa{\c{c}}{\~a}o das incertezas associadas e
consequentemente a melhoria na detec{\c{c}}{\~a}o de eventos
extremos de cheia. Neste contexto, o presente estudo teve como
objetivo verificar a qualidade de previs{\~o}es hidrol{\'o}gicas
por conjunto, em curto prazo, na bacia do rio Taquari-Antas/RS, e
o seu potencial para fornecer informa{\c{c}}{\~a}o adicional a
um sistema de alerta. Para tanto, foi utilizado o modelo
hidrol{\'o}gico MGB-IPH acoplado ao EPS Regional Eta de alta
resolu{\c{c}}{\~a}o, com 5 membros de diferentes
parametriza{\c{c}}{\~o}es e condi{\c{c}}{\~o}es de contorno,
al{\'e}m da previs{\~a}o determin{\'{\i}}stica do Modelo
Regional Eta. Durante a avalia{\c{c}}{\~a}o de eventos
singulares recentemente ocorridos na bacia, a vaz{\~a}o
m{\'a}xima foi relativamente bem prevista por pelo menos 1 membro
em quase todas as previs{\~o}es realizadas, inclusive com
instante de pico pr{\'o}ximo ao observado para as
anteced{\^e}ncias consideradas. Em uma compara{\c{c}}{\~a}o com
previs{\~o}es determin{\'{\i}}sticas, as previs{\~o}es por
conjunto demonstraram maior acur{\'a}cia e maior probabilidade de
detec{\c{c}}{\~a}o (POD) para os limiares de refer{\^e}ncia
utilizados, mantendo a raz{\~a}o de falso alarme a
n{\'{\i}}veis razoavelmente baixos. Foi identificada tamb{\'e}m
uma tend{\^e}ncia geral de subestimativa nas previs{\~o}es, com
a maioria das observa{\c{c}}{\~o}es situando-se entre os maiores
ranks do conjunto. Al{\'e}m disso, a combina{\c{c}}{\~a}o de
previs{\~o}es defasadas (t-12h) com as mais recentes amplia o
espalhamento do conjunto e aumenta a POD dos limiares de alerta,
apesar da redu{\c{c}}{\~a}o no desempenho em termos de
acur{\'a}cia e vi{\'e}s. Os resultados obtidos sugerem que
existe um benef{\'{\i}}cio no uso das previs{\~o}es
hidrol{\'o}gicas por conjunto obtidas com o EPS Eta de alta
resolu{\c{c}}{\~a}o, podendo dar suporte {\`a} emiss{\~a}o de
pr{\'e}-alertas e nortear a{\c{c}}{\~o}es de planejamento
internas no escopo da Defesa Civil.",
doi = "10.1590/2318-0331.011616004",
url = "http://dx.doi.org/10.1590/2318-0331.011616004",
issn = "1414-381X",
language = "en",
targetfile = "siqueira_ensemble.pdf",
urlaccessdate = "04 jun. 2024"
}