Improved data assimilation in regional frequency analysis of rainfall extremes across large and morphologically complex geographical areas
Notice bibliographique
Résumé
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.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| 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) | 0,000 | 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 ».