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Enregistrement W4321996367 · doi:10.5194/egusphere-egu23-10538

Improved data assimilation in regional frequency analysis of rainfall extremes across large and morphologically complex geographical areas

2023· preprint· en· W4321996367 sur OpenAlexaff
Andrea Magnini, Michele Lombardi, Taha B. M. J. Ouarda, Attilio Castellarin

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueClimate variability and models
Établissements canadiensInstitut National de la Recherche Scientifique
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésHomogeneousFrequencyDuration (music)Set (abstract data type)Data assimilationComputer scienceExploitSeries (stratigraphy)Frequency analysisStatisticsClimatologyMeteorologyEnvironmental scienceGeographyMathematicsGeology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

In locations where measured timeseries are not available or not sufficiently long, reliable predictions of the rainfall depth associated with a given duration and exceedance probability may be obtained through regional frequency analysis (RFA). The scientific literature reports on a large number of different approaches to RFA of rainfall extremes, each one characterized by specific advantages and disadvantages. One of the most common drawbacks is that regional models specifically refer to a single duration or a single exceedance probability. Second, several approaches require the definition of a homogeneous region where the model is trained; this leads to higher accuracy, but also the applicability of the model is limited to those locations that are hydrologically similar to the homogeneous group used in the training. Moreover, most models require filtering the available gauged stations based on the length of the measured timeseries to perform reliable frequency analysis. These aspects lead to discard a significant amount of data, which could turn out to be detrimental to the accuracy of the regional prediction in some cases.We set up a few alternative models aiming to investigate and discuss a different and innovative approach for RFA of rainfall extremes. We want to address three main research questions: (1) Can a single model represent the frequency of extreme rainfall events over a large, climatically, and morphologically complex geographical area? (2) Can a single RFA model handle all sub-daily durations (i.e., from 1 to 24h)? (3) Is it possible to exploit all available annual maximum series, regardless of their length (i.e., very short ones too)? We select a large study area that is located in north-central Italy. We make use of more than 2300 Annual Maximum Series of rainfall depth for different time-aggregation intervals between 1 and 24 hours, that have been collected between 1928 and 2011 in the Italian Rainfall Extreme Dataset (I2-RED). For each gauged station, several morpho-climatic descriptors are retrieved (e.g., minimum distance to the coast, elevation of orographic barriers, aspect, terrain slope, etc.) and used as covariates for the prediction models. Our models are based on ensembles of unsupervised artificial neural networks (ANNs) and are able to predict parameters of a Gumbel distribution for any location and any duration in the 1-24 hours range based on the morphoclimatic descriptors. Through the analysis of results over 100 gauged validation stations, a profitable discussion is enabled on the potential and drawbacks of ensembles of unsupervised ANNs for regional frequency analysis of sub-daily rainfall extremes.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,022

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,169
Tête enseignante GPT0,348
Écart entre enseignants0,180 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
Routes d'admission1
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