Distribución de probabilidad óptima y escala de tiempo mínima aplicable para la serie temporal del índice de precipitación estandarizado diario en Corea del Sur
Autores: Lee, Chaelim; Seo, Jiyu; Won, Jeongeun; Kim, Sangdan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Distribución de probabilidad óptima y escala de tiempo mínima aplicable para la serie temporal del índice de precipitación estandarizado diario en Corea del Sur
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
índice de precipitación estandarizado
Distribución de probabilidad
Gamma
Escala temporal
Evaluación de sequías
SPI diario
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
El Índice de Precipitación Estandarizado (SPI) es una medida estandarizada de la variabilidad de la precipitación y se utiliza ampliamente para la evaluación de sequías en todo el mundo. En general, la distribución de probabilidad utilizada para calcular el SPI en muchos estudios es Gamma. Además, se aplica una escala temporal mensual para calcular el SPI y evaluar la sequía en función del suministro de humedad atmosférica a medio y largo plazo. Sin embargo, se aplican distribuciones de probabilidad distintas de Gamma en varias regiones, y está surgiendo la necesidad de una escala temporal diaria a medida que aumentan las preocupaciones sobre la sequía fresca. Hay dos innovaciones principales en nuestro trabajo. La primera es que investigamos la distribución de probabilidad óptima de los SPI diarios en lugar de los SPI mensuales, y la segunda es que abordamos el problema de determinar la escala temporal mínima que se puede aplicar al utilizar una escala temporal diaria. En este estudio, investigamos la distribución de probabilidad óptima y la escala temporal mínima aplicable para calcular el SPI diario utilizando series temporales de precipitación diaria observadas durante 42 años en 56 sitios en Corea del Sur. Se aplicaron seis distribuciones de probabilidad candidatas (Gumbel, Gamma, GEV, Log-logística, Log-normal y Weibull) y diez escalas temporales (5 días, 10 días, 15 días, 21 días, 30 días, 60 días, 90 días, 180 días, 270 días y 365 días) para calcular el SPI diario. Se aplicó una prueba de chi-cuadrado y AIC para investigar la distribución de probabilidad adecuada para cada escala temporal, y se comparó la normalidad de la serie temporal del SPI diario derivada de cada distribución de probabilidad. La distribución Weibull fue adecuada para calcular el SPI diario para escalas temporales cortas de 30 días o menos, mientras que la distribución GEV fue adecuada para escalas temporales más largas de 270 días o más. Sin embargo, en general, se encontró que Gamma era la mejor distribución de probabilidad. Aunque hubo algunas variaciones regionales, las escalas temporales mínimas que se podían aplicar por estación fueron las siguientes: 15 días para primavera y verano, 21 días para otoño y 30 días para invierno. Se muestra que la escala temporal mínima depende de cuántos valores cero se incluyen en la serie temporal de precipitación acumulativa móvil, y se demuestra que es apropiado tener menos de aproximadamente 2.5%. Finalmente, se investiga la aplicabilidad de la distribución GEV.
Descripción
El Índice de Precipitación Estandarizado (SPI) es una medida estandarizada de la variabilidad de la precipitación y se utiliza ampliamente para la evaluación de sequías en todo el mundo. En general, la distribución de probabilidad utilizada para calcular el SPI en muchos estudios es Gamma. Además, se aplica una escala temporal mensual para calcular el SPI y evaluar la sequía en función del suministro de humedad atmosférica a medio y largo plazo. Sin embargo, se aplican distribuciones de probabilidad distintas de Gamma en varias regiones, y está surgiendo la necesidad de una escala temporal diaria a medida que aumentan las preocupaciones sobre la sequía fresca. Hay dos innovaciones principales en nuestro trabajo. La primera es que investigamos la distribución de probabilidad óptima de los SPI diarios en lugar de los SPI mensuales, y la segunda es que abordamos el problema de determinar la escala temporal mínima que se puede aplicar al utilizar una escala temporal diaria. En este estudio, investigamos la distribución de probabilidad óptima y la escala temporal mínima aplicable para calcular el SPI diario utilizando series temporales de precipitación diaria observadas durante 42 años en 56 sitios en Corea del Sur. Se aplicaron seis distribuciones de probabilidad candidatas (Gumbel, Gamma, GEV, Log-logística, Log-normal y Weibull) y diez escalas temporales (5 días, 10 días, 15 días, 21 días, 30 días, 60 días, 90 días, 180 días, 270 días y 365 días) para calcular el SPI diario. Se aplicó una prueba de chi-cuadrado y AIC para investigar la distribución de probabilidad adecuada para cada escala temporal, y se comparó la normalidad de la serie temporal del SPI diario derivada de cada distribución de probabilidad. La distribución Weibull fue adecuada para calcular el SPI diario para escalas temporales cortas de 30 días o menos, mientras que la distribución GEV fue adecuada para escalas temporales más largas de 270 días o más. Sin embargo, en general, se encontró que Gamma era la mejor distribución de probabilidad. Aunque hubo algunas variaciones regionales, las escalas temporales mínimas que se podían aplicar por estación fueron las siguientes: 15 días para primavera y verano, 21 días para otoño y 30 días para invierno. Se muestra que la escala temporal mínima depende de cuántos valores cero se incluyen en la serie temporal de precipitación acumulativa móvil, y se demuestra que es apropiado tener menos de aproximadamente 2.5%. Finalmente, se investiga la aplicabilidad de la distribución GEV.