Ein Plan für prozessorientierte Modellierung unsicherer hydrologischer Systeme

Wir präsentieren ein probabilistisches theoretisches Schema zur Erstellung prozessorientierter Modelle unsicherer hydrologischer Systeme und vereinen damit hydrologische Modellierung und Unsicherheitsbewertung. Die Unsicherheit für die Modellausgabe wird bewertet, indem die zugehörige Wahrscheinlichkeitsverteilung durch Simulation geschätzt wird, und somit von einer auf viele Anwendungen des ausgewählten hydrologischen Modells übergegangen wird. Jede Simulation wird durchgeführt, nachdem die Eingabedaten, Parameter und Modellausgaben stochastisch gestört wurden, letztere durch Hinzufügen zufälliger Ergebnisse aus der Population des Modellfehlers, dessen Wahrscheinlichkeitsverteilung an Eingabedaten und Modellparameter gebunden ist. In dieser Sichtweise wird Zufälligkeit und somit Unsicherheit als inherente Eigenschaft hydrologischer Systeme betrachtet. Wir erörtern die zugehörigen Annahmen sowie die offenen Forschungsfragen. Der theoretische Rahmen wird durch die Präsentation von realen und synthetischen Anwendungen veranschaulicht. Der relevante Beitrag dieser Studie besteht darin, ein statistisch konsistentes Simulationsschema zur Unsicherheitsbewertung vorzuschlagen, das keine Berechnung der Modellwahrscheinlichkeit und eine Vereinfachung der Modellstruktur erfordert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Unsicherheit zufriedenstellend geschätzt wird, obwohl die Auswirkungen der Annahmen unter Bedingungen der Datenknappheit erheblich sein könnten.