广东省风速极值I型分布参数估计方法的比较

利用广东省86个气象站1951—2003年的年最大风速序列资料,应用极值I型分布函数对各站的年极值风速进行了概率计算,计算过程中极值I型分布函数分别采用了3种参数估计方法矩法、耿贝尔法和极大似然法,结合3种表征参数估计优良性的指标,对不同的参数估计方法进行了比较,结果表明大多数情况下采用耿贝尔法时拟合效果最好,即使在矩法或极大似然法为优的情况下,其拟合优良性指标与耿贝尔法也较为接近。     

广义帕累托分布在广东重现期风速计算中的应用

利用广东省86个国家气象观测站建站以来近70a的逐月最大风速序列和近20a(1999—2018年)的逐月最大风速序列,基于POT抽样法,分别采用三参数广义帕累托分布函数对各站的重现期风速进行了概率计算,计算过程中三参数广义帕累托分布函数分别采用矩估计(MOM)、极大似然估计(MLE)、似然矩估计(LM)和概率权矩估计(PWM)等4种参数估计方法,结合表征参数估计优良性的指标:均方根误差RMSE、拟合相对偏差和显著性水平为0.05的科莫戈洛夫检验拟合适度指标K_f对拟合效果进行检验,结果表明:基于POT抽样的概率权矩估计(PWM)拟合效果最好。     

Weibull分布参数估计方法及其应用

Ｗｅｉｂｕｌｌ分布对于年最大风速、波高、降水量等气候极值具有很高的拟合精度和很强的适应性。本文给出四种Ｗｅｉｂｕｌｌ分布参数估计方法：概率权重矩法（ＰＷＭ）、最小二乘法（ＬＳＭ）、最大似然法（Ｍ－Ｌ）和适线法（ＦＩＴ），并通过统计检验进行拟会精度比较。结果表明：ＰＷＭ、ＬＳＭ和Ｍ－Ｌ法对样本的拟合精度都比较高，其中ＰＷＭ法计算最为简便，ＬＳＭ和Ｍ－Ｌ法采取ａ０的试设法，大大简化了计算过程；经验累积频率公式更适合于Ｗｅｉｂｕｌｌ分布；三参数计算精度较二参数高得多。     

长江流域极端强降水分布特征的统计拟合

基于长江流域147个气象站1960-2005年最大值降水序列(AM)与超门限峰值降水序列(POT),选取4大类20种分布函数,采用极大似然法和线性矩法估算了参数,经柯尔莫洛夫-斯米尔诺夫检验,确定了降水极值的最优概率模型.对AM与POT两套极端强降水序列的频率分析均表明,Wakeby分布函数能够较好的拟合长江流域降水极值的概率分布.同时指出了降水极值的拟合存在的不确定性.     

三参数Weibull分布的参数估计

Weibull分布对不同形状的频率分布有很强的适应性,且三参数模式较之二参数模式有显著改善。作者最近的工作表明,某些气候要素极值,例如气温极值和风速极值等的渐近分布能以很高的拟合精度遵循三参数Weibull分布。使用三多数Weibull模式的困难,是如何对参数给出优良估计。Essenwanger曾用矩法提出一个计算三参数估计值的方法。但这种方法需反求Г函数,或者使用专门的查算表,而且不能给出最有效的估计。本文借助最大似然法,提出了确定三参数的一种新方法。它不仅可给出有效性高的参数估计,而且具有简便、收敛域大、收敛速度快和能在电子计算机上进行数值求解等优点。     

P-Ⅲ型和极值Ⅰ型分布曲线在最大风速计算中的应用

P-Ⅲ型和极值Ⅰ型分布曲线是国内外采用的最大风速极值计算方法。用陕西省乾县和扶风两个气象站1972-2004年10min平均最大风速资料,用P-Ⅲ型、极值I型分布曲线进行30年一遇和50年一遇自记10min平均最大风速的极值推断。分析结果表明：P-Ⅲ型、极值Ⅰ型分布曲线可根据经验散布点与理论曲线拟合程度反复调整计算参数,特别应注意小概率事件的拟合,能使理论曲线拟合满足设计部门的要求,比较好用。     

重现期风速风压计算系统介绍

介绍“重现期风速风压计算系统”采用4种概率分布模型（极值Ⅰ型分布、韦布尔分布、皮尔逊Ⅲ型分布和对数正态分布）,计算工程抗风设计所需的重现期风速、风压等参数,同时给出剩余方差、柯尔莫哥洛夫拟合适度检验指标、拟合相对偏差等拟合优度指标,便于不同概率分布模型计算结果的对比分析。     

广东地区大风拟合的适用性研究

根据广东省电白、珠海、惠来、云浮、韶关和梅县6个气象站的历史最大风速资料,分别用极值Ⅰ型分布、皮尔逊Ⅲ型分布和韦布尔分布3种方法进行拟合分析。拟合的结果表明,极值Ⅰ型分布与皮尔逊Ⅲ型分布都能较好地拟合出最大风速的频率分布,韦布尔分布拟合效果较差;内陆地区极值Ⅰ型分布和皮尔逊Ⅲ型分布得到的结果相近,而沿海地区由于风速波动性较大,极值Ⅰ型分布拟合的重现期风速要大于皮尔逊Ⅲ型分布。但在各种工程的实际拟合应用中,仍然需要根据具体的情况采取合适的拟合方法。     

岳阳洞庭湖大桥桥位设计风速推算

利用岳阳气象站1953-2010年年最大风速观测资料,通过时距换算、高度换算及地形订正等处理,构建相当于开阔平地10m高度处10min平均年最大风速58年序列。根据极值Ⅰ型分布曲线,采用耿贝尔法计算出10m高处不同重现期(200年、100年、50年、20年、10年)基本风速,根据洞庭湖区测风塔与岳阳气象站相应时段10min平均月最大风速比值,外推得到岳阳洞庭湖大桥桥位设计风速。根据设计风速,取α=0.131,利用风速随高度变化的指数公式推算到300m以内各个高度层(70m内10m一层,70m以上间隔30m)最大风速。     

两种计算极值分布参数方法的对比分析

矩法和经验频率法是极值分布计算待定参数最为常用的两种方法，因方法的选取不同，得到的极值分布函数会有所差异。哪种方法计算得到的理论模式与实际拟合得更优，是工程应用中值得研究讨论的问题。本文以吐鲁番地区最高气温的极值分布为例，分别对两种计算方法进行应用并适度检验，结论是在本例中矩法计算极值分布参数要优于经验频率法。     

菏泽市气候极值的统计分布和再现期研究

科学合理地估算某地区的气候极值再现期是气象科技服务的重要内容,对当地经济建设具有重要意义。对菏泽市35种气候极值,分别都用皮尔逊Ⅲ型（Pearson Ⅲ）、对数正态（log normal）、耿贝尔（Gumbel）、韦伯（Weibull）分布函数进行拟合,用χ2检验选出最优者。使用选出的最优分布函数,用多个再现期算出再现期极值,列成表格以备气象服务中使用。通过最优分布函数的选取,对哪个类型的气候要素较多服从于哪个分布函数问题进行了研究。研究结果发现极端气温类型的极值和日数类型的极值较多服从于皮尔逊Ⅲ型分布,降水和其他类型的极值较多服从于耿贝尔分布。简要介绍了计算中使用Excel的技巧。     

最大风速变化特征及再现期极值估算

利用枣庄市1971~2008年各月10 min最大风速资料,对枣庄最大风速统计分析。发现38年中枣庄春季、夏季、秋季、冬季和全年的最大风速都呈下降趋势,年最大风速以每10年1.47 m/s的幅度下降,冬季下降最快,达到每10年降低1.67 m/s,夏季、秋季降低幅度很接近,都小于年平均最大风速降幅,春季最大风速下降最慢,且最大风速极值主要出现在春季。枣庄各月最大风速变化曲线呈递减的"两峰两谷"形。用柯尔莫哥洛夫方法对耿贝尔分布函数进行拟合优度的检验,其显著水平达到0.05,因此利用耿贝尔分布函数估算出枣庄未来若干年的最大风速极值,以满足生产建设规划与设计中对最大风速极值的要求。     

基于两种分布的勉县年最大日降水量重现期估算

2021年8月22日勉县遭遇极端降水事件,日降水量高达2379 mm,灾害十分严重。统计分析1959—2021年勉县历史逐年最大日降水量特点,采用皮尔逊Ⅲ型（简称P-Ⅲ型）曲线分布和耿贝尔极值分布方法推算重现期及降水量,并将两者进行比较,对2021年8月22日极端大暴雨进行重现期估算。结果表明：勉县年最大日降水年际变化明显,2008年以来变率增大且有更极端的趋势;基于P-Ⅲ型曲线分布和耿贝尔极值分布的1959—2020年最大日降水积累概率拟合效果均较好,但耿贝尔极值分布对年最大日降水量的拟合优于P-Ⅲ型分布;应用耿贝尔极值分布推算勉县极值降水,100 a一遇的日降水量为1547 mm,2021年8月22日降水量2379 mm的重现期为4 88133 a。增加2021年最大日降水量进入样本序列重新构建耿贝尔极值分布函数,推算日降水量2379 mm的重现期为70735 a,100 a一遇的估算降水量为1834 mm,重现期及降水量估算变化均较大,说明超极端降水和样本长度对重现期的推算影响较大。     

年最大日雨量极值分布拟合与推算

采用红河州12个站近48～58年的年最大日雨量资料,用PearsonⅢ型分布、耿贝尔分布、对数正态分布等3种概率分布模型分别进行了拟合,选择拟合最好的分布模型来估算最大给定重现期极值.结果表明:3种分布均能较好地拟合年最大日雨量的分布,在红河州12个站的拟合中,有7个站用耿贝尔分布,4个站用Pearson-Ⅲ分布,1个...     

重庆多历时极值降水的概率型优选及应用

基于重庆34个国家气象站1981—2016年5 min,24 h至3 d的过程最大雨量共18个年极值降水序列,利用线性矩法计算6种常用概率分布函数的模型参数,通过备选最优模型筛选法客观选取各站各历时极值降水的最优概率模型,并将优选结果应用于重庆不同历时百年重现期降水的计算。结果表明:模型优选方法得到的重庆各站不同历时极值降水的最优线型略有差异,广义极值分布占比最大,三参数Weibull分布次之,三参数对数正态分布第三,皮尔逊Ⅲ型和Gumbel分布相当,指数分布最差。最优线型计算的重庆不同历时百年重现期降水的空间分布大值区由短历时的点状分布向长历时的片状分布转变,渝东北的大值中心受地形影响不断向北移动。基于线性矩法的概率模型参数估计及客观的线型优选过程具有较强的可操作性和适应性,可应用于其他工程气象参数的推算中。     

单体建筑气象抗风参数设计实例分析

利用防城港站1992-2010年的年平均风速及风向、最大风速及风向、极大风速及风向等以及台风、暴雨、大风等灾害性天气资料,分析该地区的风参数气候背景,最大风速及风向和极大风速及风向的分布特征;采用伯努利公式、极值I型概率分布拟合等方法.对50a一遇最大风速、50a一遇极大风速、基本风压和阵风风压等参数进行了计算和分析....     

深圳湾公路大桥设计风速的推算

从资料的完整性和合理性、方法的规范性等几方面着手，对深圳湾公路大桥设计风速进行推算。利用深圳市气象站1954～2001年逐年年最大风速资料，通过时距、高度、地形等订正后得到相当于开阔平地上方10 m高度10 min年最大风速48年序列，使之符合建筑抗风指南或规范的要求。再利用极值Ⅰ型计算出不同重现期的基本风速，同时用耿贝尔的参数估算法和修正后的矩法参数估计法计算出不同重现期（200、120、100、60、50、30、10年）的基本风速。研究发现桥位区自动气象站与深圳市气象站最大风速正相关显著，前者是后者的1.1倍，从而可将基本风速外推到桥位区，进一步根据规范将该值放大1.11/2（1.049）倍至海面上，最终得到设计风速。还利用近地层风的指数和对数曲线推算出150 m内每10 m高度层的最大风速。     

我国夏季高温极值的概率分布特征及其演变

针对夏季高温极值分布存在偏态性,利用Box-Cox变换,得到一种偏态概率分布拟合函数。基于偏态分布函数中的偏态指数和最概然高温极值,揭示了我国夏季高温极值的概率分布特征及其在20世纪80年代前后的变化规律,发现我国夏季高温极值的概率分布主要呈正偏分布型,最概然高温极值变化较好地反映了分布型的改变。研究不同时间尺度内极值对偏态指数和最概然高温极值的影响发现,最概然高温极值较为稳定,10年尺度内受极值影响较小,而偏态指数所受影响随着时间尺度的增大而越发显著。     

建筑风荷载风压计算中的若干问题

根据最新“建筑荷载规范”修订本讨论了应用气象台站的风观测资料来计算建筑风荷载中的几个需要注意的问题，其中包括风速资料的坡度订正、高度订正、时次订正以及应用极值Ⅰ型分布函数来估算R年重现期的最大风速等问题。     

用两种极值推断法推算粤中上百年一遇最大日降雨量

根据粤中具有代表性的四会气象观测站1961—2010年共50年的气候资料,应用皮尔森-Ⅲ分布和第Ⅰ型极值分布函数来拟合该地区不同重现期的最大日降雨量,结果表明用第Ⅰ型极值分布函数推算重现期为5年以上的最大日降雨量拟合程度更高,用此研究方法可求出的超历史资料记录范围的最大日雨量。