如何模拟百年一遇的风暴事件的降雨?

Question

我有一个地方的24小时总降雨量的信息，100年一遇的风暴事件。(来源:https://hdsc.nws.noaa.gov/hdsc/pfds/index.html)．我想利用这些信息创建一个真实的24小时内降雨的时间序列，以10秒为增量。

我怎样才能做到这一点呢?我可以假设均匀分布，这很天真。关于什么样的分发是合适的，有什么指导方针吗?

Answer 1

听起来对我来说，真正正确地模拟有点不可行……这有点像问一个假设的100层建筑将如何建造的时间表。

极端降雨事件当然有一些模式:静止的锋/停滞的热带气旋/缓慢移动的链状超级单体(也许超大冰雹可能是其中一个因素[虽然我不确定这在降水量总量中测量得有多好])/最大化的地形上升/非常潮湿的水体流出。还有一些关于这个过程的指导方针最大对流降雨率，以及一天中某些降水事件的有利时段[昼间微风、夜间低空急流等]。您可以在模拟中使用所有这些作为粗略的指南。

或者，如果你真的想对它进行深入研究，你可以尝试收集降雨事件的前百分位分布，无论是在一般情况下，还是在该地区，或者在感兴趣的地点(如果必要的话，也可以从附近有较长数据集的地点收集)，并尝试摆脱这些事件的时间“形状”和时间的指导方针。(我一时想不起任何关于主要山洪暴发的时间分布的概要数据集，但如果你搜索期刊，至少也不是不可能有一些特定类型的山洪暴发?)

然后，你可以使用该数据给出的代表性“典型”布局，或者为使用随机化和每个小时值的概率密度的事件提出一些复杂的“模拟”生产代码。

但即便如此，罕见的洪水事件与更“典型”的洪水在风格上也可能有所不同;例如，一些地区可能只会看到一个世纪一次的残余热带气旋或强热带气旋。所以它们与观察到的模式不太匹配。

总的来说，一些事件可能是持续数小时的强降雨，另一些事件可能是持续时间较短的极端降雨，甚至是多轮独立的风暴。所以模拟洪水的降雨时间…特别是在这种时间分辨率下(我不确定标准雨量计测量的时间增量是否接近这个时间增量;当然，在过去的记录保存中，基本时间周期通常是每小时，尽管开始和结束时间是分钟，并且可能获得的数据集可以精确到接近5分钟的分辨率[ASOS]或更短的一些介孔/微孔可能会找到足够的工作。或者雷达数据集可以用作非原位估计，尽管它们大多数也只有5分钟的分辨率，除了更罕见的集中快速扫描/移动/相控阵数据集)。

所以你必须衡量现实主义有多重要。如果你想真正获得最大程度的真实，可能需要一些认真的工作。如果你想要一个粗略的估计，你可以用相同类型的类似事件/在感兴趣的地区作为一个公平的想法。但如果你听说一英尺厚的雪会在暴风雨中落下……它会集中在几个小时的大暴雪中，还是在一整天中扩散更稳定的降水?两者皆有可能。降雨事件也是如此。所以我认为永远不会有完美的期望。如果你的研究是关于洪水进化之类的东西，可能会考虑最坏的情况，并专注于一个相当快速的事件。