Моделирование полей экстремальных осадков на территорииЕвропейской части России

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В настоящей работе исследована проблема моделирования пространственно-временных статистических структур экстремального типа с использованием процессов устойчивых максимумов. Рассмотрена теория одномерных экстремальных величин и её расширение додвумерного случая, для чего вводятся процессы устойчивых максимумов.Предложена математическая модель процесса устойчивых максимумов и представлены основные параметрические семейства - Шлатера, Смита, Брауна-Резника, Экстремальное-t.При помощи модификации метода максимального правдоподобия, а именно с использованием парной функции правдоподобия, были получены оценки параметров для каждойиз моделей, эффективность которых была затем сравнена при помощи информационного критерия Такеучи (TIC).Полученные модели согласуются с классической теорией экстремальных значений и позволяют рассматривать устойчивую пространственную зависимость осадков. Эффективность предложенных моделей проверялась на ежедневных данных по суммарным осадкам, за-регистрированных на 14 станциях в центральной европейской части России на период1966-2016 гг.: сравниваются статистические модели из различных семейств, подходящих для пространственных экстремумов, после чего выбираются те, которые наилучшим образом описывают существующие данные. Этот метод можно использовать и в других приложениях для создания симуляций, необходимых для гидрологических моделей и, в частности, для создания пространственно-неоднородных осадков над водосборами. Было показано, что наилучшей моделью оказался экстремальный-t процесс с корреляционной функцией Уиттла-Матерна.

Об авторах

Е Ю Щетинин

Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России

Автор, ответственный за переписку.
Email: riviera-molto@mail.ru

Щетинин Евгений Юрьевич - профессор, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ)

ул. Давыдковская, д. 7, Москва, Россия, 121352

Н Д Рассахан

Московский государственный технологический университет «Станкин»

Email: rassahan@gmail.com

Рассахан Никита Дмитриевич - магистрант кафедры прикладной математики ФГБОУ ВО МГТУ «Станкин»

Вадковсий переулок, д. 3а, Москва, Россия, 127055

Список литературы

  1. V. A. Akimov, A. A. Bykov, E. Y. Shchetinin, Introduction to Extreme Value Statistics and Its Applications, FGU “All-Russian research institute on problems of civil defence and emergencies of Emergency Control Ministry of Russia”, Moscow, 2009, in Russian.
  2. L. de Haan, A. Ferraria, Extreme Value Theory: an Introduction, Springer-Verlag, New York, 2006.
  3. R.-D. Reiss, M. Thomas, Statistical Analysis of Extreme Values with Applications to Insurance, Finance, Hydrology and Other Fields, Birkhauser, Basel, 2007.
  4. B. M. Brown, S. I. Resnick, Extreme Values of Independent Stohastic Processes, Journal of Applied Probability 14 (1977) 732–739.
  5. J. Smith, A. Karr, A Statistical Model of Extreme Storm Rainfall, Journal of Geoghysical Research: Atmospheres 95 (1990) 2083–2092.
  6. M. Schlather, Models for Stationary Max-Stable Random Fields, Extremes 5 (1) (2002) 33–44.
  7. T. Opitz, Extremal t Processes: Elliptical Domain of Attraction and a Spectral Representation, Journal of Multivariate Analysis 122 (2013) 409–413.
  8. A. Aghakouchak, N. Nasrollahi, Semi-parametric and Parametric Inference of Extreme Value Models for Rainfall Data, Water Resources Management 24 (6) (2010) 1229– 1249.
  9. A. C. Davison, S. A. Padoan, M. Ribatet, Statistical Modeling of Spatial Extremes, Statistical Science 27 (2) (2012) 161–186.
  10. S. Coles, An Introduction to Statistical Modeling of Extreme Values, Springer-Verlag, London, 2001.
  11. J. Galambos, Order Statistics of Samples from Multivariate Distributions, Journal of the American Statistical Association 70 (351) (1975) 674–680.
  12. R. Davis, C. Kluppelberg, C. Steinkohl, Max-Stable Processes for Modeling Extremes Observed in Space and Time, Journal of the Korean Statistical Society 42 (3) (2013) 399–414.
  13. P. Embrechts, F. Lindskog, A. McNeil , Modelling Dependence with Copulas and Applications to Risk Management, Elseiver, 2001.
  14. P. Diggle, P. J. Ribeiro, Model-Based Geostatistics, Springer-Verlag, New York, 2007.
  15. Z. Kabluchko, M. Schlather, L. de Haan, Stationary Max-Stable Fields Associated to Negative Definite Functions, The Annals of Probability 37 (5) (2009) 2042–2065.
  16. S. Padoan, M. Ribatet, S. Sisson, Likelihood-Based Inference for Max-Stable Processes, Journal of the American Statistical Association (Theory & Methods) 105 (489) (2010) 263–277.
  17. J. Beirlant, Y. Goegebeur, J. Teugels, J. Segers, Statistics of Extremes: Theory and Applications, Wiley, New York, 2004.
  18. C. Dombry, F. Eyi-Minko, M. Ribatet, Conditional Simulation of Max-Stable Processes, Biometrika 100 (1) (2013) 111–124.
  19. G. Frahm, M. Junker, R. Schmidt, Estimating the Tail-Dependence Coefficient: Properties and Pitfalls, Insurance: Mathematics and Economics 37 (1) (2005) 80–100.
  20. R. Schmidt, U. Stadtmuller, Non-Parametric Estimation of Tail Dependence, Scandinavian Journal of Statistics 33 (2) (2006) 307–335.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».