Usampulishaji usioendelevu (disjunct sampling) ni namna ya usampulishaji inayotumia vipimo vinavyochukuliwa kwa vipindi maalumu badala ya kutumia mfululizo mzima wa muda unaoendelea, na kwa sababu hiyo baadhi ya thamani za juu zinazotokea kati ya vipimo zinaweza kukosa kutambuliwa. Utafiti huu unachunguza upendeleo unaosababishwa na kipindi cha usampulishaji na muda wa kufanya wastani katika kutathmini kasi za wastani za upepo kali wa kiwango cha sinoptiki zinazotumika katika usanifu wa miundo. Hatua ya kwanza ya utafiti inategemea uchunguzi wa muda mrefu wa kasi za wastani za upepo za dakika 2 zilizorekodiwa kwa vipindi vya dakika 1 kutoka vituo 642 vya Automated Surface Observation System (ASOS) vyenye mazingira mazuri ya kufichuka katika sehemu ya bara ya Marekani. Katika hatua ya pili, misururu sintetiki ya upepo ya miaka 1000 yenye usambazaji wa Rayleigh na otokorilesheni ya von Kármán hutumiwa kuchunguza kiparameta athari ya pamoja ya kipindi cha usampulishaji, muda wa kufanya wastani, kipimo jumuishi cha muda na kipindi cha kurudi.

Hitimisho kuu la utafiti ni kwamba kipengele cha marekebisho ya usampulishaji usioendelevu \(f_\Delta\) hakiwezi kuamuliwa tu na uwiano \(\Delta=t_\Delta/\bar t\), ambao ni uwiano wa kipindi cha usampulishaji kwa muda wa kufanya wastani. Marekebisho pia yanategemea kipimo jumuishi cha muda \(T\), kinachowakilisha kumbukumbu ya korilesheni ya mfululizo wa muda wa upepo, uwiano wake kwa muda wa kufanya wastani \(\lambda=T/\bar t\), na kipindi cha kurudi \(R\) cha thamani kali inayochunguzwa. Mategemeano haya matatu yaliyopatikana kutoka kwenye uigaji yameunganishwa katika usemi mmoja wa kihisabati katika Mlinganyo (10).

Katika uchanganuzi wa kipindi cha kurudi cha miaka 50 kwa vituo 642 vya ASOS, ili kubadilisha kasi za wastani za upepo za dakika 10 kwenda kwenye marejeo ya usampulishaji wa dakika 1, chini ya mkabala wa Rayleigh \(w=2\), vipengele vya wastani vya marekebisho vilipatikana kuwa takribani 1,021; 1,053; 1,076 na 1,112 kwa vipindi vya usampulishaji vya dakika 10, 30, 60 na 180 mtawalia. Kwa kasi za wastani za upepo za kila saa, athari kwa vipindi hivyo hivyo vya usampulishaji ni ndogo zaidi sana: takribani 1,002; 1,009; 1,017 na 1,039. Kwa maneno mengine, kutumia muda mfupi wa kufanya wastani pamoja na usampulishaji wa nadra kuna unyeti mkubwa zaidi kwa vilele vya kasi ya wastani vinavyokosekana.

Wakati \(w=2\) inapotumika katika uchanganuzi wa thamani kali wa ASOS kwa ubadilishaji kutoka wastani wa kila saa kwenda wastani wa dakika 10, wastani wa vituo vyote ni \(f_{\bar t}=1,117\pm0,0461\), na baada ya kuondoa vituo vilivyo nje ya mipaka ya kujiamini ya %5–95, thamani ya \(1,112\pm0,0368\) hupatikana. Hata hivyo, utafiti haupendekezi nambari hizi kama viwango vya kudumu vya ulimwengu wote. Hitimisho kuu ni kinyume chake: kwa sababu hali ya hewa ya upepo na kipimo jumuishi cha muda hubadilika kulingana na jiografia na kijenzi cha hali ya hewa, haiwezekani kutumia kipengele kimoja cha marekebisho \(f_\Delta\) kwa dunia nzima.

Mpaka wa tafsiri ya utafiti ni muhimu. Uchanganuzi unalenga hasa matukio ya upepo ya kiwango cha sinoptiki; vimbunga/vimbunga vya tropiki na matukio ya upepo wa konvektivu yanayoweza kuainishwa yameondolewa kwenye mkusanyiko wa data za uchunguzi. Zaidi ya hayo, modeli kuu ya kiparameta inategemea usambazaji wa Rayleigh \(w=2\), na imekusudiwa kutumika pale ambapo kijenzi kimoja cha hali ya hewa hutawala katika hali mchanganyiko ya upepo au ambapo vijenzi vya mchanganyiko vinaweza kutenganishwa. Utafiti huu hautengenezi moja kwa moja ramani mpya ya upepo wa usanifu au thamani ya kanuni kwa nchi yoyote.

Tatizo ni nini: kipimo kipo, lakini thamani ya kilele inaweza kuangukia kati ya vipimo

Ingawa vituo vya hali ya hewa vinaweza kuhisi upepo kimwili kwa kuendelea, si ripoti zote za kawaida zinazohifadhiwa ni misururu ya muda inayoendelea. Katika viwango vya Shirika la Hali ya Hewa Duniani, kasi za wastani za upepo za dakika 10 zinaweza katika hali nyingi kuhifadhiwa kwa ripoti za kila saa au kila nusu saa. Ikiwa wastani mmoja tu wa dakika 10 unahifadhiwa kwa saa, sehemu ya takribani dakika 50 kati ya ripoti mbili haiwakilishwi katika mfululizo uliohifadhiwa. Ikiwa wastani halisi wa juu zaidi wa dakika 10 unatokea katika moja ya mapengo hayo, uchanganuzi wa thamani kali hautauona kabisa.

Muda wa kufanya wastani na kipindi cha usampulishaji si dhana moja. Muda wa kufanya wastani \(\bar t\) unaonyesha dirisha la muda la dakika ngapi linalotumiwa kupata wastani wa kasi moja ya upepo inayoripotiwa. Kipindi cha usampulishaji \(t_\Delta\) kinaonyesha wastani huo huhifadhiwa kila baada ya dakika ngapi. Kwa mfano, ikiwa kasi ya wastani ya upepo ya dakika 10 inaripotiwa mara moja kwa saa, \(\bar t=10'\), \(t_\Delta=60'\).

Kwa Nini Usampulishaji Usioendelevu Unaweza Kuonyesha Kasi Kali ya Upepo Ikiwa Chini?

Usampulishaji usioendelevu unaweza kuonyesha kasi ya wastani ya upepo kali ikiwa chini kwa sababu wastani halisi wa juu zaidi unaosogea unaweza kuangukia kati ya nyakati za usampulishaji. Hatari haitegemei tu urefu wa kipindi cha usampulishaji; muda ambao upepo hudumisha korilesheni yake kwa wakati, dirisha la wastani linalotumika na kipindi cha kurudi kinachotathminiwa pia hubadilisha uwezekano wa kukosa thamani za kilele na ukubwa wa marekebisho yanayohitajika.

Mlinganyo (1): uwiano wa usampulishaji usioendelevu

Mlinganyo (1): \(\displaystyle \Delta=\frac{t_\Delta}{\bar t}\)

Hapa \(t_\Delta\) ni kipindi cha usampulishaji, na \(\bar t\) ni muda wa kufanya wastani. Vipindi vyote viwili lazima vitumike katika kitengo kile kile. \(\Delta\) haina kipimo.

• \(\Delta>1\): usampulishaji usioendelevu; kuna pengo kati ya sampuli ambalo ni refu kuliko dirisha la wastani.
• \(\Delta=1\): usampulishaji unaofuatana; madirisha ya wastani hukutana mwisho kwa mwisho.
• \(\Delta<1\): usampulishaji uliopitiliza/wa mara nyingi; wastani unaosogea hupishana.

Kwa rekodi za ASOS za dakika 1, kwa wastani wa dakika 10 \(\Delta=1/10\), na kwa wastani wa dakika 60 \(\Delta=1/60\). Utafiti hutumia haya si kama mwendelezo halisi wa kihisabati, bali kama marejeo yaliyo karibu zaidi na mwendelezo ndani ya data za uchunguzi zilizopo.

Kwa nini tafiti za zamani hazikukubaliana kuhusu kipengele kimoja cha marekebisho?

Katika mapitio ya fasihi ya utafiti, inaonekana kwamba vipengele tofauti vya marekebisho vimeripotiwa kwa hali sawa au zinazofanana za usampulishaji. Kwa mfano, kwa wastani wa dakika 10 na usampulishaji wa kila saa, tafiti za awali zimetoa thamani takribani 1,03–1,076. Utafiti hautazami tofauti hii kama kelele ya takwimu pekee; unaweka uwezekano kwamba hali za upepo za maeneo tofauti zinaweza kuwa na vipimo tofauti vya muda kama moja ya maelezo makuu.

Umbo funge lililotumiwa katika utafiti mmoja wa awali limetolewa kama ifuatavyo:

Mlinganyo (2): \(\displaystyle f_\Delta=[1-a\ln(\Delta)]^{-1/b},\quad \Delta\ge1\)

Hapa \(a\) na \(b\) ni vigawo vya majaribio. Ukosoaji wa utafiti wa sasa uko katika mambo mawili: rejea ya \(f_\Delta=1\) ya fomula hii imewekwa katika \(\Delta=1\), yaani usampulishaji unaofuatana; pia haitoi tabia ya mpaka inayohitajika wakati inapokaribia mpaka halisi unaoendelea \(\Delta\rightarrow0\). Kwa hiyo utafiti wa sasa baadaye hutumia kazi nyingine ambayo \(f_\Delta\rightarrow1\) wakati \(\Delta\rightarrow0\).

Kipimo jumuishi cha muda \(T\) ni nini?

Kipimo jumuishi cha muda \(T\) ni kipimo bainifu cha otokorilesheni ya mfululizo wa muda wa upepo kwenye mhimili wa muda. Kwa maana iliyorahisishwa, ni kipimo cha muda kinachoeleza kwa muda gani thamani za zamani za kasi ya upepo hubaki na uhusiano wenye maana na thamani za baadaye. Ikiwa \(T\) ni ndogo, mfululizo hupoteza korilesheni haraka zaidi; ikiwa \(T\) ni kubwa, kumbukumbu ya muda ya tabia ya upepo ni ndefu zaidi.

Utafiti unatathmini otokovarianzi kwa ucheleweshaji wa hadi miaka miwili baada ya kusampulisha upya kwa dakika 60, na baada ya kutenganisha harmoniki za kila siku/kila mwaka kwa njia ya heterodyning, unalinganisha mifano ya von Kármán (vK) na bandwidth-limited pink noise (BLPN). Kwa sababu mifano hii miwili ilitoa matokeo yaliyo karibu sana, hasa katika eneo la kupungua kwa haraka karibu na ucheleweshaji sifuri, modeli rahisi zaidi ya vK ilichaguliwa kwa uigaji mrefu katika hatua ya pili.

Dokezo la ndani ya chanzo: Katika maandishi ya Sehemu 3.2 ya utafiti, wakati dirisha la ucheleweshaji wa miaka miwili linaelezwa, thamani “356,25 siku/mwaka” imeandikwa kwa wastani wa miaka mirefu. Nambari hii hailingani na 365,25 ya kalenda. Maelezo ya Verianla hayabadilishi kimya kimya kauli hii wala kuitumia kama matokeo mapya ya utafiti.

Uwiano wa kipimo cha muda \(\lambda\)

Katika hatua ya uigaji, kipimo jumuishi cha muda hakitumiki peke yake, bali hufanywa kisicho na kipimo kwa kulinganishwa na muda wa kufanya wastani:

\(\displaystyle \lambda=\frac{T}{\bar t}\)

\(\lambda\) huonyesha muda wa korilesheni bainifu ya upepo ni mrefu kiasi gani ukilinganishwa na dirisha la wastani linalotumika. Kwa mfano, kulingana na mfano katika nomenklacha ya chanzo, ikiwa \(T=12\) saa na \(\bar t=10\) dakika, baada ya kubadilisha kwenda kitengo kile kile cha muda, \(\lambda=(12\times60)/10=72\) hupatikana.

Kwa nini usambazaji wa Weibull unatumiwa?

Usambazaji wa kawaida wa Weibull umetumiwa kueleza usambazaji mkuu wa kasi chanya za upepo zilizoonekana. Kigezo cha skeli \(C\) hudhibiti skeli ya kasi; kigezo cha umbo \(w\) hudhibiti umbo la usambazaji na hasa tabia ya kukaribia usambazaji wa thamani kali.

Mlinganyo (3): \(\displaystyle P\{V\}=1-\exp\left[-\left(\frac{V}{C}\right)^w\right]\)

Katika chanzo, hufafanuliwa kwa umbo \(P\{V\}=P\{V<v\mid v>0\}\) kama uwezekano limbikizi baada ya kuondoa hali za upepo tulivu.

Ili usemi wa Weibull uweze kukadiriwa kwa regresheni, hubadilishwa kuwa umbo la mstari:

Mlinganyo (4): \(\displaystyle \ln[-\ln(1-P)]=w\ln(V)-w\ln(C)\)

Katika uwasilishaji huu wa mstari, mteremko hutumiwa kuamua \(w\), na makutano hutumiwa kuamua \(C\). Katika mfano wa Boston KBOS, ulinganifu ni mzuri sana; hata hivyo, utafiti unaeleza wazi kwamba si vituo vyote vinaonyesha ulinganifu mzuri wa Weibull kwa kiwango sawa.

Katika usambazaji wa vituo 642, thamani ya wastani ya \(w\) iliongezeka kadiri muda wa kufanya wastani ulivyoongezeka. Katika matumizi ya XIMIS, wastani wa kati ya vituo wa takribani \(1,7\) ulitumika kwa dakika 10 na takribani \(1,8\) kwa dakika 60; pia thamani ya kinadharia ya Rayleigh \(w=2\) ilijaribiwa tofauti.

XIMIS ni nini na kwa nini ilichaguliwa?

XIMIS (Extended Improved Method of Independent Storms) ni mbinu ya uchanganuzi wa thamani kali inayotathmini kasi kali za upepo kwa kuzingatia ukaribiaji usio kamili wa usambazaji wa mpaka wa Fisher–Tippett Type 1/Gumbel. Utafiti uliteua XIMIS kwa muktadha huu kwa kutegemea ulinganisho wa awali wa kutegemewa.

Uwakilishi wa penultimate Gumbel uliotumiwa katika chanzo kwa XIMIS ni huu:

Mlinganyo (5): \(\displaystyle \Phi\{y\}=\exp[-\exp(-y)],\qquad y=\frac{V^w-U^w}{d^w}\)

Hapa \(y\) ni kigeu kilichopunguzwa, \(U\) ni kigezo cha modi, \(d\) ni kigezo cha usambazaji/dispersion, na \(w\) ni indeksi ya umbo ya usambazaji mkuu wa Weibull. Ubadilishaji \(V^w\) hufanya kazi ya maandalizi ya awali ili kuleta usambazaji mkuu wa Weibull katika muundo unaokaribia mkia wa juu wa Gumbel kwa haraka zaidi.

Uteuzi wa vilele huru pia ni muhimu. Utafiti haufanyi dhana kwamba kila nukta ya juu ni huru. Kwa kufuata mkabala wa Davenport–Rice, huchagua thamani kubwa zaidi kati ya kuvuka mfululizo juu/chini kwa kiwango cha wastani kama kilele kimoja huru. Kwa njia hii, inajaribu kuzuia maksimumu za pili zilizo karibu na kilele kile kile cha hali ya hewa kuhesabiwa kama matukio tofauti huru.

Katika ulinganifu otomatiki wa XIMIS, kizingiti cha kukata upande wa kushoto kimewekwa ili kikubali kwa kiwango cha juu safu 50, yaani takribani mara 2,5 ya kipindi cha uchunguzi, lakini kisiingize zaidi ya nusu ya vilele huru. Uotomatishaji huu umewezesha idadi kubwa sana ya ulinganifu unaohitajika kwa mamia ya vituo na seti nyingi ndogo zilizosampulishwa upya.

Dokezo la uwezekano: Katika sehemu moja, chanzo kinaita thamani \(\Phi=1-1/R=0,98\) kwa \(R=50\) miaka kuwa “annual probability of exceedance”. Usemi \(1-1/R\) kihisabati unalingana na uwezekano wa kutopitwa katika muktadha wa Gumbel/CDF; uwezekano wa kila mwaka wa kupitwa ni \(1/R\). Kwa hiyo maandishi ya Verianla hayafichi mvutano huu wa istilahi katika chanzo, na yanasoma \(\Phi\) katika Mlinganyo (5) katika muktadha wa kazi limbikizi ya usambazaji.

Mpito kutoka uchanganuzi wa uchunguzi kwenda kwenye uigaji

Data za ASOS zilichakatwaje?

Utafiti ulitumia tena uchunguzi wa ASOS ambao tayari ulikuwa umepitia udhibiti wa ubora. Vituo vyote viko katika viwanja vya ndege, na vituo 642 vyenye mazingira mazuri ya kufichuka katika kategoria ya 1 au 2 ya WMO vilichaguliwa. Mwanzo wa rekodi hutofautiana kulingana na kituo, takribani kati ya 2000–2003, huku uchanganuzi ukiendelea hadi 2023; kwa hiyo rekodi ya kawaida ya kituo ni takribani miaka 20.

Uchunguzi unaoweza kuwa umetokana na vimbunga uliondolewa katika kipindi cha siku tatu kinachozunguka wakati wa kugusa nchi kavu. Matukio ya upepo wa konvektivu zaidi ya 20 kn katika mkusanyiko wa data uliokuwa umeainishwa awali na artefakti zisizo za hali ya hewa ziliondolewa katika dirisha la dakika 60 lililo katikati ya kasi ya kilele. Wakati uchanganuzi wa baadaye wa thamani kali ulionyesha artefakti nyingine zinazowezekana au matukio ya vimbunga yaliyofika maeneo ya ndani katika vituo 74 kati ya 642, matukio hayo yalichunguzwa kwa mkono.

Wastani unaosogea wa block wa dakika 10 na 60 ulitumika kwenye wastani wa ASOS wa dakika 2 wenye vipindi vya dakika 1, kisha mfululizo ukasampulishwa upya kwa vipindi vya dakika 10, 30, 60 na 180. Ili kuongeza taarifa iliyopo, sehemu ya kuanzia ya usampulishaji ilisogezwa kwa hatua za dakika 1. Kwa mfano, usampulishaji wa dakika 60 ulitoa misururu midogo 60 tofauti lakini yenye korilesheni kati yao.

Thamani kali za nje zilishughulikiwaje?

Matokeo ya ulinganifu wa XIMIS yaliyopita mpaka wa juu wa kujiamini wa %95 yalionekana katika vituo 74, yaani takribani %12 ya vituo. Mengi yalitathminiwa kama rekodi zenye hitilafu, upepo wa konvektivu chini ya kizingiti cha 20 kn, au matukio yaliyopita udhibiti wa ubora wa awali na hivyo kuondolewa. Baada ya usafishaji, katika wastani wa dakika 10 yalibaki matukio halali ya pekee ya muda mfupi/mezo-skeli katika vituo 20 kwa kiwango cha takribani %3; kwa sababu wastani wa dakika 60 ulipunguza matukio hayo, idadi ikashuka hadi vituo 5, takribani %1. Matukio haya halali hayakufutwa bali yalitathminiwa kwa uzani wa kinyume cha variansi wa XIMIS.

Muundo wa kijiografia wa indeksi ya Weibull

Mifumo ya kijiografia ya thamani za \(w\) za vituo kwa wastani wa dakika 10 na 60 ilionekana kufanana sana. Utafiti unaripoti takribani %98 korilesheni na 0,042 kosa la kawaida kati ya ramani hizi mbili. Hii inaonyesha kwamba tofauti ya jamaa ya muundo wa Weibull kati ya vituo hubaki kwa kiwango kikubwa hata muda wa kufanya wastani unapobadilika.

Kwa indeksi ya kupungua ya BLPN, wastani wa vituo vyote ni takribani 1,53. Wakati wastani wa usambazaji wa vituo vya mashariki hauwezi kutofautishwa na thamani isiyobadilika ya \(5/3\) ya von Kármán, wastani wa magharibi ni mdogo zaidi. Hata hivyo, vipimo jumuishi vya muda vya vK na BLPN vilitofautiana kwa chini ya %2 katika takribani theluthi mbili za mashariki mwa Marekani na kwa kawaida chini ya %10 katika eneo lote. Ukaribu huu ndio msingi wa kutumia modeli rahisi zaidi ya vK katika hatua ya kiparameta.

Thamani kali ya miaka 50 ina unyeti kiasi gani kwa \(w\)?

Kasi za upepo za kipindi cha kurudi cha miaka 50 zilizopatikana kwa \(w\) ya kila kituo, \(w\) ya wastani wa kati ya vituo, na Rayleigh \(w=2\) zilipolinganishwa, mgawo wa korilesheni ulipatikana kuwa karibu na 1 hadi nafasi ya nne ya desimali, na mteremko wa ulinganifu ulibaki takribani %0,6 juu ya mstari wa umoja. Chanzo kinaeleza hili kwa kusema kwamba katika urefu wa uchunguzi wa takribani miaka 20, mabadiliko katika \(w\) huzungusha mkunjo wa ulinganifu kuzunguka nukta iliyo karibu na kipindi cha kurudi cha miaka 50.

Mlinganyo (6): modeli ya majaribio ya usampulishaji kutoka uchunguzi wa ASOS

Katika uchunguzi wa ASOS ilionekana kwamba matokeo ya muda tofauti wa kufanya wastani hayakuungana kikamilifu kwa kutegemea \(\Delta\) pekee. Hata hivyo, umbo lifuatalo lilitumika kueleza mwelekeo wa uchunguzi:

Mlinganyo (6): \(\displaystyle \langle f_\Delta\rangle=1+A\ln(1+B\Delta)\)

Sifa muhimu ya umbo hili ni kwamba \(f_\Delta\rightarrow1\) wakati \(\Delta\rightarrow0\). Hii inawakilisha mpaka halisi wa usampulishaji unaoendelea kwa usahihi zaidi kuliko Mlinganyo (2).

Mlinganyo (6) ulitoa takribani 1,050 kwa nusu saa, 1,072 kwa saa na 1,113 kwa saa 3 kwa ubadilishaji kwenda marejeo ya dakika 1 katika vipindi vya usampulishaji vilivyochunguzwa.

Lakini ujumbe mkuu wa Kielelezo 12 ni muhimu zaidi: thamani za \(f_\Delta\) kwa wastani wa dakika 10 na 60 zinaungana kwa kiwango kinachokubalika katika maksimumu ya mwaka, lakini muungano huo hudhoofika sana kipindi cha kurudi kinapofika miaka 1000. Hii ilionyesha moja kwa moja kwamba \(\Delta\) haiwezi kuwa kigezo pekee cha udhibiti.

Je, marejeo ya dakika 1 ni ya mwendelezo kamili kweli?

Hapana. Utafiti unatumia usampulishaji wa ASOS wa dakika 1 kama kiwakilishi tu cha mwendelezo halisi wa \(t_\Delta=0\). Katika tathmini ya daraja la kwanza kupitia Mlinganyo (6), kwa kipindi cha kurudi cha miaka 50, marekebisho ya ziada kutoka dakika 1 hadi mpaka halisi unaoendelea ni takribani 1,00290 tu kwa wastani wa dakika 10 na 1,00050 kwa wastani wa dakika 60. Kutokana na tofauti hii ndogo, haikuonekana kuwa lazima kusawazisha upya modeli ya uchunguzi kwa kurudia-rudia.

Dokezo kuhusu mwelekeo wa uwiano wa \(f_\Delta\) katika chanzo

Katika maandishi ya Sehemu 4.1.4, uwiano uliochapishwa kwa \(f_\Delta\) uko katika umbo \(V\{t_\Delta\}/V\{t_\Delta=1'\}\). Hata hivyo, Jedwali 2 katika sehemu hiyo hiyo, Mlinganyo (6), modeli ya baadaye ya uigaji na tafsiri ya “marekebisho kutoka usampulishaji wa nadra kwenda usampulishaji mnene/unaoendelea” hutumia thamani \(f_\Delta>1\). Verianla haifichi kutolingana huku kwa mwelekeo ulioandikwa; inaeleza maana ya kiutendaji inayotumiwa na majedwali na milinganyo ya baadaye, yaani kipengele cha marekebisho kinachotumiwa kuhamisha thamani kali iliyokosekana kwa sababu ya usampulishaji wa nadra kwenda kwenye marejeo yenye usampulishaji mnene zaidi.

Uigaji wa Rayleigh wa miaka 1000 ulitolewaje?

Katika hatua ya kiparameta, njia ya Rayleigh \(w=2\) ilichaguliwa ili kusawazisha gharama ya hesabu na uwakilishi wa kifizikia. Mfululizo wa muda wa Rayleigh unaweza kutengenezwa kama ukubwa wa matokeo ya misururu miwili ya muda ya Gaussian iliyo wima kwa kila mmoja. Utafiti kwanza uligeuza otokorilesheni inayotakiwa ya vK kuwa korilesheni ya Gaussian ya ortogonali, kisha ukatumia milinganyo ya Yule–Walker kukokotoa vigawo vya kichujio autoregressive (AR). Vichujio hivi vilitumiwa kwenye mikondo miwili ya nasibu ya Gaussian ili kuunda mfululizo wa muda wenye usambazaji wa Rayleigh na kipimo jumuishi cha muda kinachotakiwa.

Ili vipimo tofauti vya muda jumuishi na muda wa kufanya wastani viweze kulinganishwa moja kwa moja, mikondo ile ile ya awali ya Gaussian ilitumika katika kila hali. Kasi zilizoigwa zilisawazishwa hadi wastani wa kitengo.

Rekodi ya miaka 1000 iligawanywa katika vizuizi huru vya miaka 10, 20, 50 na 100 ili kuiga urefu halisi wa uchunguzi. Kwa mfano, katika hali ya \(O=20\) miaka na \(t_\Delta=60'\), kila moja ya seti 50 huru iligawanywa katika vikundi vidogo 60 vyenye korilesheni, na jumla ya ulinganifu 3000 wa XIMIS ulihitajika.

Athari ya kipindi cha uchunguzi \(O\) kwenye matokeo ilionekana kuwa ndogo sana. Kwa usampulishaji unaofuatana wa dakika 10, kasi za kurudi za miaka 50 kutoka vizuizi vya miaka 10, 20, 50 na 100 zilikuwa karibu sawa hadi takribani tarakimu ya nne yenye maana katika thamani za \(T\) zilizochunguzwa. Kwa hiyo katika uchanganuzi uliofuata, wastani wa ensemble ulitolewa juu ya \(O\).

Kufanya wastani hubadilishaje kipimo jumuishi cha muda?

Uigaji kwanza ulitengeneza thamani za papo hapo kwa vipindi vya dakika 1, kisha ukatumia kichujio cha wastani wa block unaosogea chenye muda wa \(\bar t\). Kwa sababu kufanya wastani hupunguza mabadiliko ya masafa ya juu, husogeza kipimo jumuishi cha muda kilichopatikana kidogo juu ya thamani lengwa. Kwa mfano, wakati lengo ni \(T=3\) saa, \(T\) iliyoigwa ilikuwa 3,16; 3,20; 3,31 na 3,72 saa kwa \(\bar t=0',2',10',60'\) mtawalia. Kwa lengo la \(T=48\) saa, thamani hizo hizo ni 47,72; 47,80; 48,05 na 48,88 saa. Athari ya jamaa inaonekana zaidi katika vipimo vifupi vya muda jumuishi.

Mlinganyo (7): \(\lambda\) hubadilishaje skeli ya marekebisho?

Katika uigaji wa Rayleigh, umbo la Mlinganyo (6) lilihifadhiwa, lakini katika eneo la vitendo \(6\le\lambda\le72\), mgawo wa umbo \(B\) ulipatikana kuwa karibu thabiti. Baada ya kuweka \(B=0,144\) kwenye thamani ya mediana, mgawo wa skeli \(A\) ulilingana kwa utaratibu mkubwa sana na sheria ya nguvu ya \(\lambda\):

Mlinganyo (7): \(\displaystyle A\{\lambda,R=50\,\mathrm{y}\}=0.3773\,\lambda^{-0.3184}\)

Kwa sababu kipeo ni hasi, \(A\) hupungua kadiri \(\lambda\) inavyoongezeka. Kihisabati, hii ina maana kwamba pale kipimo jumuishi cha muda kinapokuwa kirefu zaidi ukilinganisha na dirisha la wastani, sehemu ya skeli ya marekebisho ya usampulishaji kwa \(\Delta\) ile ile hupungua. Tafsiri hii ni tabia ya kihisabati ya mlinganyo wa chanzo; si matokeo mapya ya shambani.

Katika chanzo, ulinganifu wa mfano \(\lambda=1,5\) ni dhaifu. Hii ni mchanganyiko wa hali ya mwisho unaounganisha dirisha refu sana la wastani na kipimo kifupi sana cha muda jumuishi, ukichuja takribani theluthi mbili ya mabadiliko ya upepo, na unaelezwa kutokupatikana katika uchunguzi halisi wa vitendo. Kwa \(\lambda\ge6\), ulinganifu ulikuwa mzuri.

Dokezo la ndani ya chanzo kuhusu Kielelezo 16: Katika maelezo ya Kielelezo 16, mikunjo myekundu imeandikwa kuwa “ulinganifu bora kwa Mlinganyo (7)”; hata hivyo, maandishi yanayofuata mara moja yanaeleza wazi kwamba mikunjo hiyo ni ulinganifu kwa Mlinganyo (6), na Mlinganyo (7) unafafanuliwa baadaye kwenye ukurasa kama sheria tofauti ya nguvu ya \(A(\lambda)\). Verianla haiondoi kimya kimya ukinzani huu.

Kipindi cha kurudi kinaathirije marekebisho?

Ziada ya \(f_\Delta-1\) katika thamani tofauti za \(R\) imeonyeshwa kwa kipengele cha skeli \(C\) ikilinganishwa na thamani ya marejeo ya miaka 50:

Mlinganyo (8): \(\displaystyle C=\frac{f_\Delta\{\Delta,\lambda,R\}-1}{f_\Delta\{\Delta,\lambda,R=50\,\mathrm{y}\}-1}\)

Kipengele hiki cha skeli kinafuata uhusiano wa majaribio ufuatao na kipindi cha kurudi:

Mlinganyo (9): \(\displaystyle C=1.355-0.2595\ln[\ln(R)]\)

Kwa njia hii, athari za \(\Delta\), \(\lambda\) na \(R\) zinaweza kuunganishwa katika modeli moja.

Mlinganyo (10) Hukokotoa Nini na Unaweza Kutumika Katika Hali Gani?

Mlinganyo (10) ni modeli ya majaribio ya kihisabati inayokokotoa kipengele cha marekebisho \(f_\Delta\) kinachosababishwa na usampulishaji usioendelevu katika kasi ya wastani ya upepo kali kwa misururu ya muda ya Rayleigh \(w=2\), wakati uwiano wa usampulishaji \(\Delta\), uwiano wa kipimo jumuishi cha muda \(\lambda\), na kipindi cha kurudi \(R\) vinapopewa pamoja. Modeli ilitengenezwa kwa matumizi pale ambapo kijenzi kimoja cha hali ya hewa hutawala au ambapo hali mchanganyiko ya upepo inaweza kutenganishwa kuwa vijenzi; haikupendekezwa kama kipengele cha kudumu cha ulimwengu wote kinachotumika moja kwa moja kwa hali zote mchanganyiko.

Mlinganyo (10):

\[ f_\Delta= 1+ 0.3773\,\lambda^{-0.3184} \ln(1+0.144\,\Delta) \left[1.355-0.2595\ln(\ln R)\right] \]

1. Fomula hukokotoa nini?

Fomula inamodeli kipengele kisicho na kipimo cha marekebisho \(f_\Delta\) kinachotumiwa kuhamisha kasi za wastani za upepo kali zilizosampulishwa kwa nadra au kwa usioendelevu kwenda kwenye marejeo yenye usampulishaji mnene/unaoendelea zaidi.

2. Vigezo ni vipi?

3. Vitengo vinapaswa kutumikaje?

\(\Delta\) na \(\lambda\) ni uwiano usio na kipimo; kwa hiyo sehemu ya juu na ya chini lazima zibadilishwe kwenda kitengo kile kile cha muda. Ikiwa \(T\) imetolewa kwa saa na \(\bar t\) kwa dakika, hazigawanywi moja kwa moja.

4. Jukumu la kihisabati ni lipi?

Kipengele \(\ln(1+0.144\Delta)\) hutoa athari ya urahisi wa usampulishaji. Kipengele \(\lambda^{-0.3184}\) huskeli athari hiyo kulingana na kipimo jumuishi cha muda. Mabano ya mraba ya mwisho huskeli upya ziada kulingana na kipindi cha kurudi. Thamani ya kudumu 1 ni thamani ya msingi ikilinganishwa na mpaka bora ambapo hakuna marekebisho.

5. Maana ya kifizikia ni nini?

Kipindi kile kile cha usampulishaji hakikosi kiwango kile kile cha vilele katika hali zote za upepo. Muundo wa mfululizo wa muda wa hali ambayo upepo una korilesheni yenye nguvu kwa saa nyingi ni tofauti na hali ambayo vijenzi vya hali ya hewa vya muda mfupi hutawala. \(\lambda\) huingiza tofauti hii katika modeli.

6. Ni halali chini ya hali gani?

Usawazishaji unategemea uigaji wa Rayleigh wa miaka 1000 wenye \(w=2\) na otokorilesheni ya vK. Chanzo huona modeli inafaa ikiwa kijenzi kimoja cha hali ya upepo hutawala au ikiwa vijenzi vya hali mchanganyiko vimetenganishwa. Ulinganifu dhaifu katika hali ya mwisho isiyo ya kawaida kama \(\lambda=1,5\) umeonyeshwa wazi. Modeli haijathibitishwa kwa upanuzi usio na kikomo kwenda safu za vigezo ambazo hazikujaribiwa katika chanzo.

7. Matokeo yanapaswa kutafsiriwaje?

Mlinganyo (10) uliotokana na uigaji ulionyesha kosa la utabiri la takribani %0,4 dhidi ya thamani zake za usawazishaji. Katika ulinganisho wa Q-Q, takribani thamani 20 kati ya zaidi ya 2000 ni nukta za nje zinazoonekana; chanzo kinataja hii kuwa takribani %1. Ulinganifu huu mzuri sana wa ndani haumaanishi kwamba modeli itafanya kazi moja kwa moja kwa usahihi ule ule katika hali zote halisi za upepo mchanganyiko.

Kipengele cha kufanya wastani \(f_{\bar t}\)

Katika uchanganuzi wa ASOS, kwa ubadilishaji kutoka wastani wa kila saa kwenda wastani wa dakika 10 kwa \(w=2\), wastani wa kati ya vituo wa thamani za kurudi za miaka 50 ni \(1,117\pm0,0461\). Baada ya kuondoa vituo nje ya kujiamini kwa %5–95, thamani hupungua hadi \(1,112\pm0,0368\).

Kwa sababu idadi ya uchunguzi hupungua katika vizingiti vya juu, variansi ya takwimu huongezeka. Kwa hiyo mikengeuko mikubwa zaidi ya kawaida katika mstari wa 60 kn haiwezi kufasiriwa kama tofauti ya kijiografia pekee.

Mlinganyo (11): ubadilishaji wa kiparameta kutoka wastani wa kila saa kwenda wastani wa dakika 10

Katika uigaji wa Rayleigh, kwa \(R=50\) miaka, mwelekeo kati ya \(T\) na \(f_{\bar t}\) umemodeliwa kwa usemi wa daraja la pili baada ya ubadilishaji \(\ln[\ln(T)]\):

Mlinganyo (11): \(\displaystyle f_{\bar t}=D+E\ln[\ln(T)]+F\{\ln[\ln(T)]\}^2\)

Katika Kielelezo 21 cha chanzo, mhimili \(T\) uko kwa saa. Mlinganyo huu ni ulinganifu wa majaribio kwa \(R=50\) miaka maalumu na vipindi vya usampulishaji vilivyochunguzwa; si sheria huru ya ulimwengu wote inayochukua nafasi ya jukumu la jumla la Mlinganyo (10).

Mlinganyo (12): kwa nini kipengele cha kufanya wastani kinaweza kutolewa kutoka \(f_\Delta\)?

Kwa \(t_\Delta\) na \(R\) zile zile, utafiti hugawa kipengele cha kufanya wastani kuwa uwiano wa vipengele viwili vya usampulishaji kupitia marejeo endelevu/papo hapo:

Mlinganyo (12):

\[ f_{\bar t}\{\bar t=60'\rightarrow10'\} = \frac{\overline V\{\bar t=10'\}}{\overline V\{\bar t=60'\}} = \frac{\overline V\{\bar t=10'\}}{\overline V\{\bar t=0\}} \times \frac{\overline V\{\bar t=0\}}{\overline V\{\bar t=60'\}} = \frac{f_\Delta\{\bar t=10'\}}{f_\Delta\{\bar t=60'\}} \]

Utambulisho huu unaonyesha kwamba Mlinganyo (10) unaweza kujumuisha si marekebisho ya kipindi cha usampulishaji pekee, bali pia ubadilishaji wa muda wa kufanya wastani kwa kutumia uwiano unaofaa.

Mlinganyo (13): kutoka wastani wa kila saa uliosampulishwa kwenda wastani wa dakika 10 unaoendelea

Moja ya matumizi muhimu ya kihandisi ya chanzo ni kubadilisha rekodi za zamani za wastani wa kila saa kuwa sawa na wastani wa dakika 10 unaoendelea. Hii ina hatua mbili: kwanza ubadilishaji wa muda wa kufanya wastani \(60'\rightarrow10'\), kisha mpito kutoka data iliyosampulishwa kwenda mpaka unaoendelea.

Mlinganyo (13):

\[ f_{\bar t}f_\Delta= \frac{ f_\Delta^2\{\lambda=T'/10',\Delta=6\} }{ f_\Delta\{\lambda=T'/60',\Delta=1\} } \]

Chanzo kinasisitiza hasa kwamba katika usemi huu \(T\) inapaswa kutathminiwa kwa dakika, si kwa saa.

Kulingana na chanzo, karibu na \(T\approx22\) saa, safu ya 1,054–1,06 iliyopendekezwa awali hukadiria chini ubadilishaji jumuishi kwa takribani %2–2,5 kwa sababu athari ya usampulishaji wa kila saa haikuzingatiwa; kwa usampulishaji wa kila nusu saa, huonekana kuwa ya kutosha.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Muundo wa utafiti

Utafiti si jaribio moja la shambani kwa maana ya kawaida. Ni utafiti wa kimetodolojia wa uhandisi wa upepo na uchanganuzi wa thamani kali unaounganisha tabaka mbili za data. Tabaka la kwanza ni uchanganuzi wa majaribio unaotegemea uchunguzi halisi wa hali ya hewa wa ASOS. Tabaka la pili ni uchanganuzi wa kiparameta wa misururu mirefu sana ya muda ya Rayleigh iliyoundwa kwa kutegemea muundo wa Weibull/von Kármán ulioonyeshwa na matokeo ya uchunguzi.

Matokeo makuu ya vipengele vya usampulishaji usioendelevu vya ASOS

Jedwali hili linaonyesha mambo mawili muhimu. Kwanza, kutumia thamani ya \(w\) ya kituo chenyewe, wastani wa \(w\) kati ya vituo, au Rayleigh \(w=2\) hakubadilishi kwa kiwango kikubwa vipengele vya marekebisho katika thamani za kurudi za miaka 50. Pili, athari ya kipindi kile kile cha usampulishaji ni kubwa zaidi kwa wastani wa dakika 10 kuliko kwa wastani wa dakika 60.

Uthibitishaji wa ndani wa modeli ya uigaji

Mlinganyo (10), ulipojaribiwa dhidi ya matokeo ya uigaji wa miaka 1000 ambao ulitumika kuutengeneza, ulionyesha kosa la utabiri la takribani %0,4. Ingawa kuna zaidi ya nukta 2000 kwenye grafu, kuna takribani thamani 20 za nje zinazoonekana. Utafiti unahusisha sehemu kubwa ya kosa na variansi ya takwimu iliyobaki katika uigaji, na sehemu ndogo zaidi na ulinganifu wa majaribio katika Mlinganyo (7).

Athari ya muda wa uchunguzi

Kugawa uigaji wa miaka 1000 katika vizuizi vya uchunguzi vya miaka 10, 20, 50 na 100 hakukubadilisha karibu kabisa kasi ya kurudi ya miaka 50 iliyokadiriwa, wakati jumla ya urefu wa rekodi ya ensemble ilihifadhiwa sawa. Kwa mfano, kwa wastani wa dakika 10 unaofuatana na \(T=12\) saa, matokeo yaliyosawazishwa kwa thamani nne tofauti za \(O\) yalikuwa takribani 12,072; 12,069; 12,068 na 12,068. Matokeo haya yanaunga mkono kwamba wastani wa ensemble wa rekodi nyingi fupi huru unaweza kutoa ufanisi unaofanana na rekodi moja ndefu kwa kiasi kile kile cha taarifa kwa jumla.

Uchanganuzi wa unyeti kwa indeksi ya Weibull \(w\)

Ingawa modeli kuu ya kiparameta inategemea usambazaji wa Rayleigh \(w=2\), sehemu kubwa ya vituo vya ASOS iko katika safu \(1<w<2,5\). Katika Kiambatisho A, athari ya tofauti hii imejaribiwa kando.

Thamani \(w=1,7\), iliyo karibu na wastani wa ASOS, ilitoa matokeo takribani %1,5 juu zaidi kuliko matokeo ya marejeo \(w=2\) ya modeli. Chanzo kinataja tofauti ya uchanganuzi wa kawaida wa Gumbel kuwa takribani %6. Mabadiliko ya otokorilesheni katika Kiambatisho A pia yalionyesha kwamba athari ya mabadiliko ya \(w\) kwenye \(T\) ni ndogo. Kwa hiyo mwandishi anakadiria kwamba uigaji changamano zaidi wa Harris kwa indeksi ya jumla huenda usiwe lazima katika kila hali ya vitendo.

Kwa nini hali mchanganyiko ya upepo ndiyo kizuizi kikuu?

Hali halisi ya upepo haitokani na mchakato mmoja wa nasibu. Mifumo ya kimbunga, antikimbunga, konvektivu na mifumo mingine ya hali ya hewa inaweza kuwa na vipimo tofauti vya muda. Hata kama utafiti unalenga darasa la sinoptiki baada ya kuondoa vimbunga na matukio ya konvektivu yaliyotambuliwa, hali ya sinoptiki iliyobaki inaweza yenyewe kuwa mchanganyiko.

Modeli ya Rayleigh imejengwa kwa kijenzi kimoja. Chanzo kinaeleza kwamba ikiwa vijenzi vingi vinashindana kuamua thamani kali katika kipindi husika cha kurudi, mchanganyiko unapaswa kwanza kugawanywa katika vijenzi vyake. Kwa hiyo dhana kwamba “eneo moja lina thamani moja ya \(T\) na thamani hiyo inawakilisha matukio yote kali” haiwezi kujumlishwa.

Kwa wastani wa dakika 60, thamani za ASOS \(f_\Delta\) zilikuwa karibu na modeli ya Rayleigh hasa katika vipindi vya chini vya kurudi, lakini kadiri kipindi cha kurudi kilivyoongezeka, thamani za uchunguzi zilibaki chini ya modeli. Kwa wastani wa dakika 10, tofauti ya modeli–uchunguzi iliongezeka kwa mwelekeo tofauti kuelekea maeneo ya hali ya hewa ya joto. Mwandishi anafasiri tabia hii kuwa wastani wa dakika 10 unajumuisha kwa sehemu vijenzi vya mezo-skeli vya muda mfupi ambavyo hupunguzwa katika wastani wa dakika 60.

Kwa eneo la magharibi, \(T\) iliyoboreshwa inayofafanua vizuri zaidi thamani kali za dakika 10 ilibaki karibu na kipimo cha jumla cha muda kilichoonekana. Kwa Kaskazini-mashariki na Kusini-mashariki, ulinganifu bora ulihitaji thamani fupi zaidi za \(T\). Ugunduzi huu unaendana na tafsiri ya mwandishi kuhusu kijenzi cha mezo-skeli; hata hivyo, utafiti haukupima \(T\) ya vijenzi hivi moja kwa moja kwa uainishaji huru wa hali ya hewa.

Tafsiri kuhusu kanuni inapaswa kusomwaje?

Mwandishi anajadili kwamba muda wa kufanya wastani wa dakika 10 haujumuishi kabisa wala hauondoi kabisa upepo wa konvektivu na kwa hiyo unaweza kuwa ufafanuzi wa kati wenye matatizo katika baadhi ya hali za hewa. Anapendekeza kwamba mkabala wa gust wa sekunde 3 unaweza kuwa na maana zaidi pale upepo wa konvektivu unapotawala, huku mkabala wa wastani wa kila saa pamoja na gust factor ukiwa na maana zaidi pale dhoruba za sinoptiki zinapotawala.

Sehemu hii inapaswa kusomwa kama tafsiri ya kihandisi ya mwandishi wa utafiti. Utafiti peke yake haubadilishi Eurocode au kanuni nyingine ya kitaifa, hauundi kiwango kipya cha lazima cha usanifu, na hautoi thamani za upepo wa usanifu zinazotumika moja kwa moja kwa maeneo yote ya nchi yoyote.

Hitimisho zinazoungwa mkono na utafiti

• Athari ya usampulishaji usioendelevu haiwezi kuelezwa kwa \(\Delta=t_\Delta/\bar t\) pekee.
• Kipimo jumuishi cha muda \(T\), na hivyo \(\lambda=T/\bar t\), ni kiamuliaji muhimu cha kipengele cha marekebisho.
• Kadiri kipindi cha kurudi \(R\) kinavyoongezeka, skeli ya marekebisho hubadilika katika hali ile ile ya usampulishaji.
• Matumizi ya thamani moja ya kudumu ya kimataifa ya \(f_\Delta\) hayaungwi mkono kisayansi.
• Mlinganyo (10) unaunganisha kwa mafanikio \(\Delta\), \(\lambda\) na \(R\) katika usemi mmoja katika uigaji wa Rayleigh/vK wa kijenzi kimoja.
• Uchunguzi wa ASOS unaendana na mienendo ya msingi ya modeli wakati kipimo jumuishi cha muda kinachofaa kinachaguliwa.
• Athari ya kuondoka kutoka \(w=2\) kwenda katika safu ya \(w\) iliyoonekana katika ASOS ni ndogo kiasi katika uchanganuzi wa unyeti uliochunguzwa.

Ujumlishaji usioungwa mkono na utafiti

• Hitimisho kwamba kipengele kimoja cha kudumu cha marekebisho ya usampulishaji kinaweza kutumika katika maeneo yote duniani haliungwi mkono.
• Kasi za wastani za miaka 50 zilizowekwa kwenye ramani kutoka vituo 642 hazipaswi kutumiwa kama ramani ya upepo wa usanifu ya Marekani; vijenzi vya vimbunga na konvektivu viko nje ya wigo.
• Matumizi ya moja kwa moja ya Mlinganyo (10) kwa hali zote mchanganyiko za upepo ambazo hazijatenganishwa hayajathibitishwa.
• Mfululizo sintetiki wa miaka 1000 si uchunguzi halisi wa hali ya hewa wa miaka 1000.
• Kosa la ndani la modeli la takribani %0,4 si dhamana ya usahihi wa %0,4 katika hali zote halisi za shambani.
• Tafsiri kwamba thamani kali za dakika 10 na za kila saa zinatokana na vijenzi tofauti vya hali ya hewa ni hitimisho muhimu la modeli; si ushahidi wa moja kwa moja wa utaratibu uliowekwa daraja kwa tukio katika vituo vyote.
• Utafiti hautoi kanuni mpya ya lazima ya ujenzi au kipengele cha mwisho cha usanifu kwa nchi yoyote.

Vikwazo vikuu na hitaji la utafiti linalobaki wazi

Hitaji muhimu zaidi linalobaki wazi katika sehemu ya hitimisho la utafiti ni kuunda mbinu inayoweza kukadiria kwa kuaminika kipimo jumuishi cha muda cha kijenzi cha hali ya hewa kinachotawala na kuamua thamani kali katika hali mchanganyiko ya upepo. Kwa kuwa \(T\) ni moja ya viingizo muhimu zaidi vya Mlinganyo (10) katika matumizi halisi, kutumia \(T\) ya kijenzi kisichofaa kunaweza kuvuruga muktadha wa kifizikia wa modeli.

Kizuizi cha pili muhimu ni kwamba usawazishaji wa kiparameta unategemea Rayleigh \(w=2\) na otokorilesheni ya vK. Ingawa uchanganuzi wa unyeti katika Kiambatisho A unaunga mkono kwamba athari ni ndogo katika safu ya \(w\) iliyoonekana, hii si uthibitishaji mpana wa usambazaji wote wa msingi unaowezekana au miundo yote ya mchanganyiko wa msimu–kila siku.

Kizuizi cha tatu ni kwamba rekodi halisi za ASOS kwa kawaida zina takribani miaka 20, kwa hiyo variansi ya EVA ya uchunguzi huongezeka katika vipindi virefu sana vya kurudi. Uigaji wa miaka 1000 hupunguza variansi ya takwimu ili kuchunguza kutokuwa na uhakika huu wa kiparameta; lakini uigaji haurudishi muundo wote mchanganyiko wa hali ya hewa wa anga halisi.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Utafiti asilia: Evaluating the Effects of Disjunct Sampling and Averaging Time on Extreme Synoptic-Scale Wind Speeds

Mwandishi: Nicholas J. Cook.

Ushirika: Independent Researcher, Highcliffe-on-Sea BH23 5DH, Dorset, UK.

Mawasiliano: wind@njcook.uk. Katika PDF ya chanzo, hakuna sentensi tofauti ya “corresponding author” iliyotolewa wazi katika maandishi; utafiti una mwandishi mmoja na barua pepe ya mawasiliano imetolewa kwa jina la Nicholas J. Cook.

Jarida: Wind.

Mchapishaji: MDPI, Basel, Switzerland.

Juzuu / toleo / makala: Volume 6, Issue 3, Article 47.

DOI: 10.3390/wind6030047.

Tarehe ya kuwasilisha: 17 Julai 2026.

Tarehe ya marekebisho: 15 Agosti 2026.

Tarehe ya kukubaliwa: 27 Agosti 2026.

Tarehe ya kuchapishwa: 2 Septemba 2026.

Aina ya chanzo: Makala ya utafiti iliyochapishwa katika jarida lililopitiwa na wenzi; PDF iliyopakiwa ni toleo lililochapishwa.

Kiungo rasmi: https://doi.org/10.3390/wind6030047

Leseni: Creative Commons Attribution, CC BY 4.0.

Ufadhili: Utafiti haukupokea ufadhili wa nje.

Mgongano wa maslahi: Mwandishi ametangaza kwamba hakuna mgongano wa maslahi.

Kamati ya maadili / ridhaa yenye taarifa: Haitumiki.

Upatikanaji wa data: Data za ASOS zilizotumiwa katika utafiti zinaweza kupakuliwa kutoka chanzo cha data cha NCEI Automated Surface Observing System One-Minute. Imeelezwa kuwa hati za R za uchanganuzi/uripoti wa sasa na faili za Rdata zilizochakatwa zinaweza kupatikana kwa kuwasiliana na mwandishi.

Programu ya uchanganuzi: R statistical computing language, Version 4.4.1.

Mbinu kuu: Mfululizo wa muda wa majaribio wa vituo 642 vya ASOS, uchanganuzi wa thamani kali wa Weibull na XIMIS; tathmini ya otokorilesheni ya vK/BLPN; kisha uchanganuzi wa kiparameta wa misururu sintetiki ya muda ya miaka 1000 yenye usambazaji wa Rayleigh \(w=2\) na otokorilesheni ya vK.

Kizuizi kikuu cha mbinu: Modeli ya mwisho ya kihisabati imesawazishwa kwa muundo wa Rayleigh/vK wa kijenzi kimoja. Katika hali mchanganyiko, kipimo jumuishi cha muda cha kijenzi cha hali ya hewa kinachotawala lazima kiamuliwe kando.

Dokezo la uthabiti wa ndani wa chanzo 1: Katika Sehemu 3.2, wakati miaka mirefu inaelezwa, thamani “356,25 siku/mwaka” imeandikwa. Verianla haikuibadilisha kimya kimya na thamani 365,25 ambayo haipo katika chanzo.

Dokezo la uthabiti wa ndani wa chanzo 2: Mwelekeo wa uwiano uliochapishwa wa \(f_\Delta\) katika Sehemu 4.1.4 haulingani na vipengele vya marekebisho vilivyo zaidi ya 1 katika sehemu hiyo hiyo na matumizi ya modeli yanayofuata. Hali hii imeonyeshwa wazi katika makala.

Dokezo la uthabiti wa ndani wa chanzo 3: Maelezo ya Kielelezo 16 yanaunganisha mikunjo myekundu ya ulinganifu na Mlinganyo (7), ilhali maandishi ya sehemu yanaeleza kuwa ni ulinganifu wa Mlinganyo (6); Mlinganyo (7) unatolewa baadaye kama sheria ya nguvu ya \(A(\lambda)\).

Dokezo la uthabiti wa ndani wa chanzo 4: Chanzo kinaita thamani \(1-1/R\) “annual probability of exceedance”; istilahi hii hailingani kikamilifu kihisabati na uwezekano limbikizi wa Gumbel unaotumiwa katika Mlinganyo (5). Verianla haijawasilisha jambo hili kama matokeo mapya ya chanzo yaliyosahihishwa.