copula function
در نشریات گروه اکولوژی-
همبستگی میان مشخصه های خشکسالی زیاد است. تحلیلهای تک متغیره خشکسالی قادر به وارد کردن تاثیرات این همبستگی در محاسبات نیستند. بنابراین، بهترین روش برای پایش خشکسالی، تحلیل هم زمان مشخصه های آن است. هدف از تحقیق حاضر، بررسی خشکسالی هیدرولوژیکی در حوضه آبخیز کل مهران و بندر سدیج است. به این منظور، از توابع کاپولای تجربی برای محاسبه تابع توزیع تجمعی رواناب و محاسبه شاخص کمبود هم زمان (JDI) استفاده شد. بعد از محاسبه JDI، سه مشخصه شدت، مدت و بزرگی خشکسالی استخراج شده و کاپولاهای تیوری خانواده ارشمیدسی و بیضوی بر آنها برازش داده شد. سپس، کوپل سه متغیره مشخصه های خشکسالی صورت پذیرفت. نتایج بررسی JDI و SRI-12 در منطقه مطالعه شده نشان داد شاخص کمبود هم زمان، برای پایش خشکسالی هیدرولوژیکی مناسب است و تخمین دقیق تری نسبت به SRI-12 از خشکسالی میدهد. نتایج نشان داد دوره بازگشت سه متغیره هم زمان مقادیر بزرگ تری را نسبت به دوره بازگشت سه متغیره شرطی نشان میدهد. بنابراین، احتمال هم زمان یا شرطی با مقادیر زیاد و یا کم دوره بازگشت، برای پیش آگاهی از وقایع خشکسالی بسیار بااهمیت است، چرا که با کمبرآورد یا بیش برآورد خطر خشکسالی، در بررسی تاثیر منفی خشکسالی بر منابع طبیعی، رطوبت خاک و کیفیت آب، بسیار کارا هستند. در مجموع، کاپولاهای چندبعدی میتوانند روشی مطمین برای حل رابطه پیچیده و غیرخطی بین مشخصه های خشکسالی و ارایه یک شاخص جامع خشکسالی فراهم کنند.
کلید واژگان: تابع کاپولا، خشکسالی هیدرولوژیکی، شاخص کمبود هم زمان، مشخصههای خشکسالیThe drought characteristics are often highly correlated. But, the univariate drought analysis is not a proper approach since it doesn’t involve the dependence structure of drought characteristics. Therefore, the multivariate drought analysis is used since it considers the dependence structure of drought characteristics in the model. The aim of this study is to analysis of multivariate hydrological drought in the Mehran and Sedij basins. For this reason, the empirical copula was used to compute the cumulative distribution function of the runoff and the joint deficit index. Then, the drought severity, duration and magnitude were extracted and several theoretical copulas belongs to the Archimedean and Elipticalfamilies were fitted to obtain the trivariate distribution of drought variables. Results of the JDI and SPI-12 evaluation in the study area represented that the JDI is a proper index of monitoring hydrological drought and provides a more precise estimation than the SPI-12. Furthere, results of joint return period indicated that the joint trivariate return period is larger than the conditional trivariate return period. So that, the joint or conditional probability with high or low return periods is important in predicting drought events. Because the under-estimation or over-estimation of drought risk have serious impact on environmental resources, soil moisture and water quality. Generally, the multi-dimentional copulas are useful approach in evaluating the complicated and non-linear relationship of variables and constructing a comprehensive index for evaluating drought condition.
Keywords: Hydrological drought, Copula function, Drought characteristics, Joint Deficit Index -
اخیرا، توابع مفصل به عنوان ابزاری کارآمد برای تحلیل فراوانی چندمتغیره پدیده های آب و هوایی، توجه بسیاری از هیدرولوژیستها را به خود جلب کرده است. این مطالعه، بر تحلیل فراوانی هم زمان دو مشخصه وابسته مقدار و تداوم باران برای 522 رویداد ثبت شده در ایستگاه باران سنجی سنگده واقع در حوضه آبخیز کسیلیان با بهره گیری از توابع مفصل متمرکز است. برای اتصال حاشیه ها و ایجاد توزیع هم زمان، هفت مفصل کلایتون، علی- میخائیل- حق، فارلی- گامبل- مورگنسترن، فرانک، گالامبوس، گامبل- هوگارد و پلاکت استفاده و ارزیابی شد. با مقایسه مفصلهای پارامتری برازش یافته با مفصل تجربی، مفصل پلاکت به عنوان مفصل برتر انتخاب شد. درنهایت، مقادیر احتمال هم زمان، دوره بازگشت هم زمان و دوره بازگشت هم زمان شرطی محاسبه و نمودارهای مربوط به آن ترسیم و ارائه شد. به طور نمونه، مقدار احتمال هم زمان برای دو رویداد با تداوم 12 و 24 ساعته، به ازای تجاوز مقدار باران از 15 میلیمتر به ترتیب برابر با 2663/0 و 7693/0 به دست آمد. همچنین، دوره بازگشت شرطی برای رویدادی با مقدار 30 میلیمتر به ازای تجاوز تداوم باران از 24 ساعت برابر 19/9 سال و برای رویدادی با تداوم 24 ساعت، به ازای تجاوز مقدار باران از 30 میلیمتر برابر 94/14 سال محاسبه شد.کلید واژگان: باران، تحلیل فراوانی هم زمان، تابع مفصل، حوضه آبخیز کسیلیانRecently, copula functions have attracted great attention of hydrologists as a practical tool for multivariate frequency analysis of climatological phenomena. In this study, we focus on the joint frequency analysis of two dependent characteristics of rainfall, including depth (mm) and duration (hr) using copulas for 522 events recorded in Sangdeh rain gauge station located in Kasiliyan watershed. To join the marginal distributions and constructing the joint distribution, seven copulas including Clyton, Ali-Mikhail-Haq, Farlie-Gumbel-Morgenstern, Frank, Galambos, Gumbel-Hougaard and Placket were used and evaluated. By comparing the mentioned parametric copulas with an empirical copula, we found that the Placket is the the best fitted copula on the considered variables. Finally, the joint probabilities, joint return periods and conditional joint return periods were calculated and plotted. For example, joint probability values for two events with duration of 12 and 24 (hr) given rainfall depth that exceeds 15 (mm) were calculated as 0.2663 and 0.7693, respectively. Also, conditional return period was calculated equal to 9.19 year for an event with depth of 30 (mm), given rainfall duration that exceeds 24 (hr) and equal to 14.94 year for an event with duration of 24 (hr), given rainfall depth that exceeds 30 (mm).Keywords: Rainfall, Joint frequency analysis, Copula function, Kasiliyan watershed
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.