지점 강수량 데이터 분석

지점 강수량 데이터 분석

강수량계 지점 관측에는 두 가지의 일반적인 문제가 있습니다. 관측소는 계측기 고장이나 관측자의 부재로 인해 기록이 잠시 중단될 수 있습니다. 누락된 기록을 추정해야 하는 경우가 종종 있습니다. 또 다른 문제는 기록 기간 동안 같은 근처에 있는 관측소의 이전 또는 업그레이드, 관측 절차의 차이 또는 기타 이유로 인해 관측소의 기록 조건이 어느 정도 변경되어 있을 수 있다는 것입니다. 두 경우 인근 관측소의 값과 비교하여 문제를 해결 할 수 있습니다.

 

1: 우량 측정 게이지, 2: 차폐막이 있는 적설 게이지, 3: 차폐막이 없는 적설 게이지

1. 누락된 데이터 추정하기

현장에서 누략된 강수량 값은 누락된 데이터 관측소와 가능한 가깝고 균등한 간격으로 위치한 3개 이상의 인접 관측고에서 동시에 관측한 값으로 추정 할 수 있습니다. 정규 비율 방법이 사용되며 이에 따라 다음 공식이 사용됩니다.

Px : 지점 x의 누락된 강수량 값

P1, P2, P3,...,Pn : 동 기간 동안 인접한 관측소의 강수량 값

Nx : 지점 x의 정상 장기, 보통 연간 강수량

N1, N2, N3,...,Nn : 인접 관측소의 정상 장기 강수량

n : 인접 관측소 수

 

위의 공식은 P1, P2,...를 특정 강우와 관련된 것으로 취급하여 한 지점에서 누락된 강우량 깊이 추정에 적용할 수 있습니다. 또한 N1, N2,...는 관측소의 기록에 있는 모든 연도에 대한 특정 월의 평균값으로 사용할 수 있습니다.

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2. 데이터의 일관성 확인 : 이중누가우량분석

이중누가우량분석은 계측기 조작, 기록 조건의 변화 또는 관측 방법의 변화와 같은 외부요인으로 인해 현장의 데이터에 상당한 규모의 변화가 있었는지 여부를 감지하는데 사용되는 일관성 확인 방법입니다. 기상 요인으로 인한 변화는 테스트에 관련된 모든 관측소에 동일하게 영향을 미치므로 일관성 부족을 초래하지 않습니다. 또한 분석은 일관성 없는 데이터를 조정할 수 있는 수단도 제공합니다. 분석에서는 해당 지점의 연간 또는 계절별 누적 강수량값(일관성 확인 중)을 주변 여러 관측소의 동시 누적 값과 비교하여 플롯을 작성합니다.

이중누가우량분석

주변 관측소의 평균이 누적값과 플롯에 사용됩니다. 데이터가 일관되면 플롯은 직선이 됩니다. 반면에 일관되지 않은 데이터는 불일치가 발생한 지점에서 기울기 변화 또는 끊김 현상이 나타납니다. 위의 그림에서 UV의 선의 기울기가 a이고 VW선의 기울기가 b인 경우, 두 선분의 기울기 비율에 따라 일관되지 않은 데이터를 조정합니다. 두 가지 방법으로 조정할 수 있습니다.

 

1. 표시된 기간 이전에 존재했던 조건을 반영하도록 데이터를 조정합니다. 이는 지점x의 중단점 V 이후의 각 최근 강수량 값에 비율 a/b를 곱하여 수행됩니다.
2. 표시된 기간 후 최근 조건을 반영하도록 데이터를 조정합니다. 이는 중단점 이전 강수량의 각 값에 b/a의 비율을 곱하여 수행됩니다.

 

일반적으로 두 번째 유형의 조정으로 수정됩니다. 경우에 따라 데이터에서 두 개 이상의 경사 변화가 관찰될 때도 있습니다. 때때로 데이터의 자연스러운 변화로 인해 기울기의 명백한 변화가 발견되며 관측소의 위치, 관측소 환경 또는 관찰 절차의 변화와 관련이 없는 경우도 있습니다. 

 

의심스러운 경우, 두 데이터 세트(명백한 단절 전후)에 대해 피셔 분포에 의한 가설 검증을 수행하여 데이터가 균질하고 단절이 순전히 우연에 의한 것인지 확인해야 합니다. 미국 지질조사국의 연구에 따르면 한 관측소의 일관성을 확인하기 위해 10개 미만의 관측소를 함께 그룹화 할 경우, 각 관측소의 기록을 다른 모든 관측소의 그룹과 비교하여 이중 질량 분석으로 일관성을 테스트하고 일관성 없는 기록은 그룹에서 제거해야 한다고 권고 했습니다.

 

이중누가우량분석은 산악 지역에서는 거의 사용되지 않아야 합니다, 또한 일일 또는 폭풍에 의한 강수량을 조정하는 것에는 적합하지 않습니다. 관측소의 기록 시작 날짜가 다른 경우, 가장 최근의 값부터 앞서 표시된 값의 역순으로 데이터를 누적하여 우량곡선을 형성할 수 있습니다.