Abstract The ENVISAT, Jason-2 and -3, Sentinel-3A, CryoSat-2, and AltiKa satellite altimeters were used to estimate the discharge of two Arctic rivers: the Ob and Pur in western Siberia. The accuracy of the water height estimates from ENVISAT varied with river size from 0.63 m for the Ob (~2 km in width) to 1.1 m for the Pur (~0.5 km in width). A new method for water level estimation combining the CryoSat-2, AltiKa, and Sentinel-3A altimeters provided better height accuracy (0.49 m for the Ob). The rating curve method of discharge estimation outperforms the Manning formulation, on the Ob, with a root mean square error (RMSE) of 13% vs 20% for daily discharge and 1% vs 5% for annual discharge. Sensitivity analysis performed on the Manning formulation showed high sensitivity to the river depth parameterisation. A functional relationship was identified between the depth of rivers, in the north of western Siberia, and their widths and deposits types. The combination, for the Ob, of the rating curve method with the multi-satellite water level retrieval algorithm provided higher discharge accuracy than previous studies relying on satellite measurements, on numerical modelling or on their combination. A synthesis of worldwide river altimetry studies supported our finding that the accuracy of altimetric discharge estimations decreases for narrower rivers. The rating curve method applied to Jason 2/3 height measurements allows estimation of daily discharges with RMSE of 18% for the wide Ob River but 38% for the narrow Pur River.

中文翻译：

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通过雷达测高估算河流流量：卫星性能、河流尺度和方法的评估

摘要 ENVISAT、Jason-2 和-3、Sentinel-3A、CryoSat-2 和 AltiKa 卫星高度计用于估计两条北极河流的流量：西伯利亚西部的 Ob 和 Pur。ENVISAT 的水高估计精度随河流大小而变化，从 Ob 的 0.63 m（宽约 2 公里）到 Pur 的 1.1 m（宽约 0.5 公里）。一种结合 CryoSat-2、AltiKa 和 Sentinel-3A 高度计的水位估计新方法提供了更好的高度精度（Ob 为 0.49 m）。排放估计的评级曲线方法优于曼宁公式，在 Ob 上，均方根误差 (RMSE) 为 13% 对日排放的 20% 和 1% 对年排放的 5%。对曼宁公式进行的敏感性分析表明对河流深度参数化具有高度敏感性。确定了西伯利亚西部北部河流深度与其宽度和沉积类型之间的功能关系。对于 Ob 而言，评级曲线方法与多卫星水位反演算法的结合提供了比先前依赖卫星测量、数值建模或它们组合的研究更高的排放精度。全球河流测高研究的综合支持了我们的发现，即对于较窄的河流，测高流量估计的准确性会降低。应用于 Jason 2/3 高度测量的评级曲线方法允许估计每日排放量，对于宽阔的鄂毕河，RMSE 为 18%，而对于狭窄的普尔河，RMSE 为 38%。使用多卫星水位反演算法的评级曲线方法提供了比先前依赖卫星测量、数值建模或它们组合的研究更高的排放精度。全球河流测高研究的综合支持了我们的发现，即对于较窄的河流，测高流量估计的准确性会降低。应用于 Jason 2/3 高度测量的评级曲线方法允许估计每日排放量，对于宽阔的鄂毕河，RMSE 为 18%，而对于狭窄的普尔河，RMSE 为 38%。使用多卫星水位反演算法的评级曲线方法提供了比以前依赖卫星测量、数值建模或它们组合的研究更高的流量精度。全球河流测高研究的综合支持了我们的发现，即对于较窄的河流，测高流量估计的准确性会降低。应用于 Jason 2/3 高度测量的评级曲线方法允许估计每日排放量，对于宽阔的鄂毕河，RMSE 为 18%，而对于狭窄的普尔河，RMSE 为 38%。全球河流测高研究的综合支持了我们的发现，即对于较窄的河流，测高流量估计的准确性会降低。应用于 Jason 2/3 高度测量的评级曲线方法允许估计每日排放量，对于宽阔的鄂毕河，RMSE 为 18%，而对于狭窄的普尔河，RMSE 为 38%。全球河流测高研究的综合支持了我们的发现，即对于较窄的河流，测高流量估计的准确性会降低。应用于 Jason 2/3 高度测量的评级曲线方法允许估计每日排放量，对于宽阔的鄂毕河，RMSE 为 18%，而对于狭窄的普尔河，RMSE 为 38%。