Utility of Multisite Stochastic Simulations to Characterize and Model the Seasonal and Spatial Variability of Short-Duration Precipitation
Notice bibliographique
Résumé
The knowledge of the statistical variability of precipitation (P) at short durations (≤24 h) is necessary to support engineering applications and hydrologic modeling. In this talk, we provide novel insights into the seasonal and spatial variability of two statistical properties of short-duration P that have received less attention, including the spatiotemporal correlation structure (STCS) and the marginal distribution. To this end, we design a framework based on multisite Monte Carlo simulations with the Complete Stochastic Modeling Solution (CoSMoS) which we test using a dense network of 223 high-resolution (30 min) rain gages with more than 20 years of observations in central Arizona. We first show that an analytical model and a three-parameter probability distribution capture the empirical STCS and marginal distribution of P, respectively, across Δt’s from 0.5 to 24 h and the summer and winter seasons. We then conduct Monte Carlo multisite stochastic simulations of P time series with CoSMoS, which reveal that the statistical properties of short-duration P exhibit significant seasonal differences, especially at low Δt. In summer, the STCS of P is weaker and the distributions are heavy-tailed because of the dominance of localized convective thunderstorms. Winter P has instead stronger STCS and lighter tails of the distributions as a result of more widespread and longer frontal systems. The Monte Carlo experiments also demonstrate that, in most cases, P is characterized by a homogeneous and isotropic STCS across the region, and by parameters of the marginal distribution that are constant for the shape and dependent on elevation for scale and P occurrence. The only exception is winter P at Δt ≥ 3 h, where anisotropy could be introduced by the motion of frontal storms, and additional factors are required to explain the variability of the scale parameter. The findings of this work are useful for improving stochastic P models and validating convection-permitting atmospheric models.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».