مدلسازي مشخصات رويدادهاي بارش با استفاده از مفصل دي -واين

Modeling rainfall event characteristics using Dvine copulas

بررسي ويژگي‌هاي بارش در شناخت و پيش‌بيني پديده‌هاي حاصل از بارش مانند رواناب و سيلاب ضروري است، لذا در اين مطالعه وابستگي ميان ويژگي هاي مهم رويدادهاي بارش (عمق بارش(R) ، ماكزيمم بارش (M)، مدت خشك  (D) و مرطوب(L) ) با استفاده از ساختار ديواين مدلسازي شد. ابتدا توزيع هاي احتمالي چند متغيره با توجه به جايگشت هاي مختلف متغيرهاي شرطي ساخته شد و سپس خانواده هاي مفصل هاي ارشميدسي و بيضوي جهت برازش بر جفتمفصل هاي ساختارهاي ديواين مورد آزمون قرار گرفتند و مناسب ترين خانواده مفصل جهت برازش بر هر جفتمفصل با توجه به معيارهاي مختلف انتخاب گرديدند. در مرحله  بعد با توجه به معيارهاي اطلاعات آكائيكه (AIC)  و بيزين(BIC)  ساختار MRDL (يعني D با L، R با D و L، M با R، D و L شرطي شده‌اند) بعنوان بهترين ساختار شناخته شد. در نهايت با استفاده از ساختار منتخب دي واين ويژگي هاي مهم رويداد بارش شبيه‌سازي شد و به منظور ارزيابي دقت شبيه‌سازي مدل پيشنهادي، آماره هاي مهم هر يك از متغيرهاي شبيه‌سازي شده‌ي رويداد بارش با آماره هاي متغيرهاي مشاهداتي مقايسه گرديدند. نتايج نشان دادند كه اكثر آماره هاي شبيه‌سازي شده توسط مدل چهار بعدي ديواين داراي تطابق خوبي با آماره هاي متغيرهاي مشاهداتي مي باشند.

Investigation of precipitation characteristics is necessitate in understanding and predicting phenomena of precipitation such as runoff and flood. Therefore in this study, dependence among the main characteristics of a rainfall event (i.e., rainfall depth R, maximum rainfall depth M, wet period L, and dry period D) were modeled using Dvine structure. Firstly, different multivariate probability distributions were built, making all the permutations of the conditioning variables and then Archimedean and Elliptic copulas were used for fitting each paircopula. The best copula family was selected for fitting on each paircopula according to different criteria. In the next stage, MRDL structure, i.e., with D conditioned by L, R by D and L, and M by R, D, and L, was known as the most suitable structure considering to AIC and BIC criteria. Finally, rainfall event characteristics were simulated using the selected structure. In order to evaluation of simulation accuracy of proposed model, the main statistics of simulated variables were compared with those of observed variables. The results showed that the majority of simulated statistics have good accordance with observed statistics.