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降水におけるハースト現象の時間的および空間的側面

ハースト現象は、雨季または乾季が長期間にわたってクラスター化される地球物理学的プロセスで観察される挙動です。ハースト現象の存在を評価するための一般的な方法は、ハースト・コルモゴロフ過程 (HKp、部分ガウス ノイズ、fGn とも呼ばれます) を使用して地球物理学的時系列をモデル化し、そのハースト パラメーター H を推定することです。 H の高い値 ハースト現象の強い存在を示しています。

Hの推定 H の場合、不確実性が大幅に増加するため、エンジニアリングの実践において非常に重要です。 は高い。さらに、不確実性の増大により、データの観察された傾向は、従来の統計テストを使用して有意に見えたとしても、LRD 仮定の下では重要ではない可能性があります。

ハースト現象の性質は未解決の問題のままですが、多くの説明が提供されています。関連する質問は、普遍的なハースト パラメーターの存在、地球物理学的変数との関係などを示唆しています。いくつかの説明は、大規模な地球物理データセットの分析に基づいています。

主にヨーロッパ、オセアニア、北アメリカをカバーする 1,535 観測所からの 1916 年から 2015 年にわたる平均年間降水量機器データの大きなデータセットの調査 (図 1) は、推定されたハースト パラメータの中央値が 0.56 に等しいことを明らかにしました。ハースト現象の弱い存在.

また、結果は、Hurst パラメーターがほとんど場所に依存していること、およびランダム フォレストに基づく空間モデルが、観測されていない場所での予測可能性を改善できることも示しました。空間モデルの適用により、Hurst パラメーターのマップが得られました。これは、重要な空間クラスタリングを示しています (たとえば、隣接する米国のマップは図 2 に示されています)。

同じデータセットから観測された降水傾向の推定中央値は 0.36 mm/年に等しかった。つまり、過去 100 年間で、年間降水量の 36 mm の増加が観測された(図 3 を参照)。平均降水量の値と比較すると、年間降水量の中央値は 718 mm です。

有意水準 α での傾向の有意性 =0.05 は、ハーツ現象の存在を考慮して検討しました。 Köppen-Geiger 分類によると、主要な気候タイプ A (赤道)、B (乾燥)、C (温暖温帯)、および D (雪) のステーションの約 50% で、わずかな傾向が見られました。ただし、主要な気候タイプ D および E (極域) では、正の有意傾向を持つ測点の割合が負の有意傾向の割合よりも高く、主な気候タイプ A、B、および C の割合は同じです (図 4 を参照)。 .

これらの調査結果は、最近ジャーナル Advances in Water Resources に掲載された、機器測定のグローバル ネットワークを使用した年間降水量の長期依存特性に関する記事で説明されています。 .この作業は、アテネ国立工科大学の Hristos Tyralis が主導しました。


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