Скорости ветра и высоты волн редкой повторяемости на Азово-Черноморском побережье Украины

Abstract

Получены расчетные значения скоростей ветра и высот волн редкой повторяемости для пунктов морской береговой сети Украины за период 1958–2012 гг. Для этого использовались две функции распределения вероятностей – функция Вейбулла и двухкомпонентная смесь распределений Вейбулла. Последняя продемонстрировала наибольшую эффективность, особенно при описании диапазона величин малой обеспеченности (менее 2 %). Показано, что в качестве основной причины возникновения признаков бимодальности у эмпирических распределений следует считать нестационарность рядов данных наблюдений за характеристиками ветра и волнения.

Отримано розрахункові значення швидкостей і висот хвиль рідкісної повторюваності для пунктів морської берегової мережі України за період 1958–2012 рр. Для цього використано дві функції розподілу ймовірності – функція Вейбулла і двокомпонентна суміш розподілів Вейбулла. Остання продемонструвала найбільшу ефективність, особливо при описі діапазону величин малої забезпеченості (менше 2 %). Показано, що основною причиною виникнення ознак бімодальності у емпіричних розподілів слід вважати нестаціонарність рядів даних спостережень за характеристиками вітру і хвилювання.

Estimation of extreme wind and wave parameters plays an important role in solving engineering tasks in coastal areas. This problem is of high current interest for the Azov and Black seas coastal zones of the Ukraine. In this paper wind speeds and wave heights of rare recurrence were estimated for the period of 1958–2012, based on data from maritime observational network of the Ukraine. Two probability functions, namely, Weibull function and bimodal Weibull mixture (BIW), were tested in terms of coefficient of determination, R 2, and mixing parameter, .The BIW model gives larger R 2 than the Weibull function, generally due to better fit of the upper tail of empirical distributions. The BIW was shown to be more appropriate for statistical description of the wind speeds and wave heights of rare recurrence (less than 2 % level). The BIW function is a mixture of two Weibull-like components which make up the BIW bimodal function. Non-stationarity of the time series used in analysis was found to be the main reason of bimodality of the empirical probability function.