EVALUATION OF<i>CLIGEN</i>AND<i>WXGEN</i>WEATHER DATA GENERATORS UNDER CANADIAN CONDITIONS

Abstract

Abstract In this study, we evaluate for five selected Canadian climatological stations, the weather data generator, CLIGEN, which was developed for water erosion prediction (WEPP) as well as the similar generator, WXGEN, developed for the erosion/productivity impact calculator (EPIC). An important feature of WXGEN and CLIGEN is the small amount of input data required to generate long periods of record. The input parameters include: monthly relative frequency of wet- and dry-day sequences, monthly mean, standard deviation and skewness of precipitation, monthly mean and standard deviation of daily maximum and minimum air temperature, and solar radiation. CLIGEN-generated weather data were found to correspond well with observed mean values, but had consistently lower variation than observed values. The correlation between wet-days and temperature and radiation was not modelled accurately. In contrast, WXGEN was found to more accurately simulate the observed variability and preserve the relationship between temperature, precipitation and solar radiation. This was expected because of the way the model is designed. Agrometeorological parameters such as frost-free period were estimated from the observed data and the generated data. Both CLIGEN and WXGEN weather data were found to underestimate the normal frost-free period by as much as 20 days which could cause problems if the data were used in WEPP or EPIC crop-yield models. Dans cette étude, nous évaluons, pour cinq stations climatologiques canadiennes choisies, le générateur de données météorologique CLIGEN, mis au point pour la prédiction de l'érosion hydrique (WEPP), et un générateur similaire, WXGEN, mis au point pour le calculateur d'impact érosion/productivité (EPIC). Une caractéristique importante de WXGEN et de CLIGEN est le peu de données d'entrée nécessaires pour générer de longues périodes d'enregistrement. Les paramètres d'entrée sont : la fréquence mensuelle relative des séquences de jours secs et avec précipitations, la moyenne mensuelle, l'écart-type et l'asymétrie des précipitations, la moyenne mensuelle et l'écart-type des températures quotidiennes maximale et minimale de l'air, ainsi que le rayonnement solaire. Les données météorologiques générées par CLIGEN concordaient bien avec les valeurs moyennes observées, mais avaient toujours une variation plus basse. La corrélation entre les jours avec précipitations et la température et le rayonnement n'était pas modélisée avec précision. Par contraste, WXGEN simulait avec plus d'exactitude la variabilité observées et conservait la relation entre la température, les précipitations et le rayonnement solaire. On s'y attendait d'ailleurs, puisque c'est ainsi que le modèle est conçu. Les paramètres agrométéorologiques comme la période sans gel ont été estimés à partir des données d'observation et des données générées. Les données météorologiques issues tant de WXGEN que de CLIGEN montraient une sous-estimation de la période sans gel normale pouvant atteindre 20 jours, ce qui pourrait poser des problèmes si ces données devaient être utilisées dan les modèle WEPP et EPIC de rendement des cultures.