Модель круговорота воды SWAT – это открытый и удобный программный продукт, способный решать задачи многих отраслей: гидрологии, сельского хозяйства, почвоведения, биологии, химии, экологии и многих других сфер. Модель SWAT работает как механизм имитации водного баланса территорий речных бассейнов, где ведется сельское хозяйство, и рассматривает все стороны взаимодействия воды, растительности и почвы. Однако в ней нельзя моделировать с нуля. Для начала работы необходимо на выбранный район собрать ряд данных: ЦМР, карту землепользования, почвенную карту и климатические данные.
Разработчики позаботились о том, чтобы процесс моделирования был проще и создали специализированные базы входных данных. К сожалению, полный пакет данных можно скачать только для США, хотя некоторые данные есть и на весь мир.
При запросе использования данных не из США необходимо прибегать к ресурсам мировых центров данных – например, к климатическим данным реанализа, представленным в виде сетки со значениями в ячейке за предыдущие годы. Они собраны ведущими исследовательскими центрами США – NCEP, NCAR, NASA. Пространственное разрешение сетки данных реанализа – 2x2,5 градуса, а сами данные доступны на сайте NOAA. К примеру, среднемесячные данные реанализа приземных гидрометеорологических полей есть в датасете NCEP-NCAR Reanalysis 1.
Данные климатических моделей могут быть представлены в четырех форматах:
- GRIB;
- BUFR;
- NetCDF;
- HDF.
Для использования гидрологических данных по Российской Федерации подойдет информация от МЦД – Мирового центра данных ВНИИГМИ. Данные готовы предоставить:
- Cliware – система обслуживания гидрометеорологической информации;
- ARMAGRO – комплекс, предназначенный для агрометеорологических станций и постов;
- ПЕРСОНА АРМ – предназначена для наблюдателей метеорологических станций;
- АИСОРИ – система для работы с данными о состоянии природной системы.
Одной из наиболее значимых и глобальных систем, предоставляющих климатические данные, является Climate Forecast System Reanalysis (CFSR). База данных CFSR является продуктом реанализа высокого разрешения для атмосферы, океана и суши. Разрешение данных: 0,5 градуса, хронологический охват: 1979-2009 (30 лет). Формат представления данных – GRIB. Получить ежедневные или шестичасовые данные реанализа, а также ознакомиться с документацией можно на сайте CFSR.
Отражение работы по данным реанализа на весь мир можно найти в атласе реанализа, доступном на сайте CFS Reanalysis Atlas. В атласе можно получить карта-схемы, графики по характеристикам поверхностного льда, снега, температуры моря и осадков за 31 год.
Расшифровка файлов мировой базы данных CFSR
Все данные, представленные в мировой базе данных, имеют формат GRIB-2. Исключение составляют LIC и HIC, находящиеся в двоичных форматах. Объем базы данных в полном варианте составляет 200 ТБ.
Данные CFSR предоставлены с 1979 по 2014 год. Для скачивания доступны слои температуры (°C), количества осадков (мм), скорости ветра (м/с), относительной влажности и солнечной радиации (МДж/м2). Система выдает данные в удобном для SWAT формате или в виде таблиц CSV.
Источники:
Винчел М., Сринвасан Р., Луцио М., Руководство пользователя для ArcSWAT 2012, Техас, 2013. – 464 с.
Арнольд О.П., Вильямс О.К., Теоретическая документация SWAT, Техас, 2005. – 494 с.
Глущенко И.В., Методические проблемы подготовки данных для построения SWAT-модели на территорию Крыма, Симферополь, 2012. – 10 с.
The Climate Forecast SystembReanalysis, [Электронный ресурс] – URL: https://cfs.ncep.noaa.gov/cfsr/
Винчел М., Сринвасан Р., Документация для SAWT Editor 2012, Техас. 2012. – 14 с.
Global Weather Data for SWAT, [Электронный ресурс] – URL: https://globalweather.tamu.edu/
Сринвасан Р., SWAT introductory manual, Техас, 2012. – 166 с.
Эссенфелдер А., SWAT Weather Database, 2019. – 15 с.
SWAT+ Documentation, [Электронный ресурс] – URL: https://swatplus.gitbook.io/docs/