Composantes avancées de la précipitation en temps réel pour des applications hydrologiques urbaines dans un jumeau digital pour la ville de Hanovre
Advanced real-time precipitation components for urban hydrological applications as part of a digital twin for the city of Hanover
- Auteurs
- Thomas Einfalt, Alrun Jasper-Tönnies, Manfred Schütze, Erik Ristenpart, Alexander Strehz
- Résumé court
- Dans le cadre du projet collaboratif « ZwillE », financé par le ministère fédéral allemand de l'éducation et de la recherche (BMBF), un jumeau numérique de la ville de Hanovre est en cours de développement, avec le but de créer une image virtuelle du réseau d’assainissement et de la station d’épuration et, sur cette base, de fournir des mesures et des recommandations d'action en cas d'événements pluvieux extrêmes. Nous présentons les travaux et les premiers résultats dans le domaine de la mesure et de la prévision des précipitations. Nous décrivons et évaluons les progrès réalisés dans la préparation en temps réel des estimations de précipitations basées sur le radar et dans les prévisions en court terme basées sur les données radar et pluviométriques fournies par le service météorologique allemand. Ceux-ci comprennent une augmentation de la résolution spatiale des scans radar polaires, de 1 km x 1° à 250 m x 1° actuellement. Une nouvelle routine flexible d'ajustement des données radar aux pluviomètres a été développée, optimisée pour une application dans des systèmes en temps réel. En outre, il y a un contrôle automatique des données pluviométriques basé à la fois sur les données des pluviomètres et des radars et la production de prévisions à court terme avec une résolution accrue. En plus de la génération de "nowcasts" d'ensemble et d’une combination avec les prévisions numériques, les nouvelles procédures seront utilisées pour fournir des données pour les applications hydrologiques en temps réel, telles que la simulation et le contrôle des réseaux d’assainissement. D'autres travaux de recherche porteront sur le développement d'une prévision des inondations à court terme.
- Summary
- In the joint project « ZwillE », funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF), a digital twin for the city of Hanover is being developed, with the aim of creating a virtual image of the drainage system, and, based on this, providing measures and recommendations for action in the case of extreme rain events.We present the work and first results in the project topic “precipitation measurement and forecasting”. We describe and evaluate advances regarding the real-time preparation of radar-based precipitation estimates and nowcasts based on radar and rain gauge data provided by the German Weather Service. These include an increased spatial resolution of the polar radar scans from 1 km x 1 ° to currently 250 m x 1°. A new, flexible radar-rain gauge adjustment routine has been developed, optimized for the application in real-time systems. Further developments are an automatic rain gauge check based on both rain gauge and radar data and the production of nowcasts at an increased spatial resolution. Together with the generation of ensemble nowcasts and a blending procedure to combine nowcasts and the ensemble numerical weather forecasts ICON-D2-EPS, the new procedures will be used to provide input for real-time hydrological applications such as the simulation and control of sewer systems. Further research work will address the development of a short-term flooding forecast.
- Mots-clés
- jumeau numérique, pluie extrème, ajustement radar-pluviomètre, prévision à courte échéance, prévision d'inondations