التحديات والفرص في اكتشاف الاتجاهات في أمطار غزيرة يومية في الولايات المتحدة

لقد أظهرت الأدلة التجريبية المتزايدة أنه على مدى العقود الماضية، زادت وتيرة الأمطار الغزيرة اليومية في بعض المناطق من الولايات المتحدة؛ بينما تم تقديم أدلة أقل بدلاً من ذلك عند الدقة دون اليومية. في هذه الدراسة، نصف التحديات والفرص المرتبطة بالكشف عن الاتجاهات في الأمطار الغزيرة دون اليومية في الولايات المتحدة باستخدام النسخة 2 من بيانات الأمطار بالساعة (HPD) من المركز الوطني لبيانات المناخ (NCDC). تتضمن هذه المجموعة من البيانات سجلات من 1897 جهاز قياس وجدنا أنها تأثرت بعدة مشاكل تمنع استخدامها في دراسات الاتجاهات، بما في ذلك فترات طويلة من الملاحظات المفقودة، وتغييرات في الأدوات، ودقة إشارة مختلفة (بشكل كبير، 0.254 و 2.54 مم). على الرغم من ذلك، بعد الفحوصات المناسبة، تمكنا من تحديد 370 جهاز قياس ببيانات متجانسة إحصائياً لمدة 40 عاماً في الفترة 1950-2010 تغطي الولايات المتحدة بكثافة جيدة. لتحسين القدرة على اكتشاف الاتجاهات، قمنا بتصميم إطار عمل يقيس درجة توافق السلاسل الملاحظة التي تتجاوز العتبة فوق قيم q-quantile التجريبية المعطاة مع السلاسل الزمنية الثابتة بنفس توزيع الحواف وبنية الارتباط التسلسلي مثل الملاحظات. كما أجرينا اختبار معدل الاكتشاف الخاطئ لحساب الاعتماد المكاني والتعددية للاختبارات المحلية. تم إجراء التحليلات للإشارات المجمعة عند t = 1، 2، 3، 6، 12، و 24 ساعة و لـ q = 0.95، 0.97، و 0.99، مما أظهر أن معظم أجهزة القياس تظهر اتجاهات متزايدة عبر جميع ts وأن دلالتها الإحصائية تزداد مع t وتتناقص مع q، ولكن فقط لـ t < 2 ساعة. قد يشير هذا إلى أن الآليات الفيزيائية المولدة للأمطار قد تغيرت بطريقة تؤدي إلى تراكمات أكبر على مدار فترات زمنية أكبر من ساعة واحدة ولكن بنفس الشدة داخل ساعة واحدة. تفسير بديل محتمل لهذه النتائج هو أن دقة الإشارة الخشنة (2.54 مم) تقلل من قوة الاختبار لاكتشاف الاتجاهات كلما قلت t. سيكون التحقيق في هذه القضايا موضوع عملنا المستقبلي الفوري.