Evaluation of drought using standardised precipitation and flow indices and their correlations on an example of Sinjsko polje

Sinjsko polje je krško polje i nalazi se u središnjem dijelu rijeke Cetine. Obuhvaća 62 km2, a većim je dijelom meliorirano s povoljnim uvjetima za poljoprivredu. Za analizu suše u ovome radu primijenjeni su standarizirani indeks oborine (SPI) i standardizirani indeks protoka (SSI). Razmatrani su meterološki podaci sa stanice Sinj i hidrološki podaci sa postaja Han i Grab iz razdoblja 1981-2010. Pomoću vrijednosti SPI i SSI određena su sušna razdoblja koja su izražena pripadnim trajanjem, intenzitetom i magnitudom.Sinjsko field is a karst polje situated in the central part of the Cetina River. It occupies an area of 62 square kilometres and has mostly been ameliorated, thus presenting favourable conditions for agriculture. The standardised precipitation index (SPI) and the standardised streamflow index (SSI) are used in this paper for drought analysis. Meteorological data for the Sinj station, and hydrological data for the Han and Grab stations, collected in the period from 1981 to 2010, are used. The SPI and SSI values are used to define drought periods characterized by their duration, intensity, and magnitude

Methods for analysis of dry spell durations based on the theory of extremes

Analiza razdiobe vjerojatnosti trajanja sušnih razdoblja pruža korisnu informaciju za planiranje i upravljanje, osobito u poljoprivrednom sektoru gdje suša uzrokuje najveće štete. Stoga je glavni cilj ovog rada preporučiti metodologiju za procjenu visokih kvantila trajanja sušnih razdoblja. U tu svrhu primijenjene su opća razdioba ekstrema (GEV) i opća Paretova razdioba (GP) na nizove godišnjih maksimalnih sušnih razdoblja, odnosno na nizove premašaja različitih pragova trajanja sušnih razdoblja. Najprije su detaljno ispitane klasične metode procjene parametara razdiobi, metoda maksimalne vjerodostojnosti i metoda linearnih momenata (L-momenti), za dvije meteorološke postaje: Zagreb-Grič i Split-Marjan. Pri tome je analizirana i mogućnost odabira optimalnog praga za konstruiranje nizova premašaja. Pored toga, velik dio rada posvećen je razmatranju mogućnosti primjene bayesovskog pristupa analizi sušnih razdoblja koji je slabo zastupljen u primijenjenim klimatološkim analizama. Pokazano je da klasična primjena metoda za procjenu parametara razdiobe GP dovodi do proturječnih rezultata kad se primjenjuje na diskretne nizove premašaja sušnih razdoblja. Stoga su predložene određene modifikacije, i to kod procjene parametra lokacije razdiobe GP. Rezultati bayesovskog pristupa ukazali su na stabilnost procjena parametara počevši čak i od niskih pragova, dok gubitak podataka upotrebom vrlo visokih pragova može prouzročiti znatne nesigurnosti njihovih procjena. Usporedna analiza godišnjih maksimuma primjenom razdiobe GEV te Gumbelove razdiobe kao njezinog posebnog slučaja, ukazala je da s potonjom razdiobom treba biti oprezan. Naime, Gumbelova razdioba može znatno podcijeniti vrlo duga sušna razdoblja. U radu su nadalje istaknute prednosti bayesovsog pristupa koji je preporučen za daljnju primjenu u teoriji ekstrema u klimatološkoj praksi u Hrvatskoj. Na kraju su procijenjena očekivana trajanja sušnih razdoblja za različite povratne periode (10, 25, 50 i 100 godina) za 131 postaju u Hrvatskoj, a njihova prostorna razdioba kao i osnovna klimatologija analizirane su za sedam regija ukazujući na najdulja sušna razdoblja u najistočnijim i najjužnijim predjelima Hrvatske. Dobiveni rezultati pružaju jednu od podloga za procjenu rizika od suše.Extended abstract – p.ii – p.i

Methods for analysis of dry spell durations based on the theory of extremes

Analiza razdiobe vjerojatnosti trajanja sušnih razdoblja pruža korisnu informaciju za planiranje i upravljanje, osobito u poljoprivrednom sektoru gdje suša uzrokuje najveće štete. Stoga je glavni cilj ovog rada preporučiti metodologiju za procjenu visokih kvantila trajanja sušnih razdoblja. U tu svrhu primijenjene su opća razdioba ekstrema (GEV) i opća Paretova razdioba (GP) na nizove godišnjih maksimalnih sušnih razdoblja, odnosno na nizove premašaja različitih pragova trajanja sušnih razdoblja. Najprije su detaljno ispitane klasične metode procjene parametara razdiobi, metoda maksimalne vjerodostojnosti i metoda linearnih momenata (L-momenti), za dvije meteorološke postaje: Zagreb-Grič i Split-Marjan. Pri tome je analizirana i mogućnost odabira optimalnog praga za konstruiranje nizova premašaja. Pored toga, velik dio rada posvećen je razmatranju mogućnosti primjene bayesovskog pristupa analizi sušnih razdoblja koji je slabo zastupljen u primijenjenim klimatološkim analizama. Pokazano je da klasična primjena metoda za procjenu parametara razdiobe GP dovodi do proturječnih rezultata kad se primjenjuje na diskretne nizove premašaja sušnih razdoblja. Stoga su predložene određene modifikacije, i to kod procjene parametra lokacije razdiobe GP. Rezultati bayesovskog pristupa ukazali su na stabilnost procjena parametara počevši čak i od niskih pragova, dok gubitak podataka upotrebom vrlo visokih pragova može prouzročiti znatne nesigurnosti njihovih procjena. Usporedna analiza godišnjih maksimuma primjenom razdiobe GEV te Gumbelove razdiobe kao njezinog posebnog slučaja, ukazala je da s potonjom razdiobom treba biti oprezan. Naime, Gumbelova razdioba može znatno podcijeniti vrlo duga sušna razdoblja. U radu su nadalje istaknute prednosti bayesovsog pristupa koji je preporučen za daljnju primjenu u teoriji ekstrema u klimatološkoj praksi u Hrvatskoj. Na kraju su procijenjena očekivana trajanja sušnih razdoblja za različite povratne periode (10, 25, 50 i 100 godina) za 131 postaju u Hrvatskoj, a njihova prostorna razdioba kao i osnovna klimatologija analizirane su za sedam regija ukazujući na najdulja sušna razdoblja u najistočnijim i najjužnijim predjelima Hrvatske. Dobiveni rezultati pružaju jednu od podloga za procjenu rizika od suše.Extended abstract – p.ii – p.i

Methods for analysis of dry spell durations based on the theory of extremes

Analiza razdiobe vjerojatnosti trajanja sušnih razdoblja pruža korisnu informaciju za planiranje i upravljanje, osobito u poljoprivrednom sektoru gdje suša uzrokuje najveće štete. Stoga je glavni cilj ovog rada preporučiti metodologiju za procjenu visokih kvantila trajanja sušnih razdoblja. U tu svrhu primijenjene su opća razdioba ekstrema (GEV) i opća Paretova razdioba (GP) na nizove godišnjih maksimalnih sušnih razdoblja, odnosno na nizove premašaja različitih pragova trajanja sušnih razdoblja. Najprije su detaljno ispitane klasične metode procjene parametara razdiobi, metoda maksimalne vjerodostojnosti i metoda linearnih momenata (L-momenti), za dvije meteorološke postaje: Zagreb-Grič i Split-Marjan. Pri tome je analizirana i mogućnost odabira optimalnog praga za konstruiranje nizova premašaja. Pored toga, velik dio rada posvećen je razmatranju mogućnosti primjene bayesovskog pristupa analizi sušnih razdoblja koji je slabo zastupljen u primijenjenim klimatološkim analizama. Pokazano je da klasična primjena metoda za procjenu parametara razdiobe GP dovodi do proturječnih rezultata kad se primjenjuje na diskretne nizove premašaja sušnih razdoblja. Stoga su predložene određene modifikacije, i to kod procjene parametra lokacije razdiobe GP. Rezultati bayesovskog pristupa ukazali su na stabilnost procjena parametara počevši čak i od niskih pragova, dok gubitak podataka upotrebom vrlo visokih pragova može prouzročiti znatne nesigurnosti njihovih procjena. Usporedna analiza godišnjih maksimuma primjenom razdiobe GEV te Gumbelove razdiobe kao njezinog posebnog slučaja, ukazala je da s potonjom razdiobom treba biti oprezan. Naime, Gumbelova razdioba može znatno podcijeniti vrlo duga sušna razdoblja. U radu su nadalje istaknute prednosti bayesovsog pristupa koji je preporučen za daljnju primjenu u teoriji ekstrema u klimatološkoj praksi u Hrvatskoj. Na kraju su procijenjena očekivana trajanja sušnih razdoblja za različite povratne periode (10, 25, 50 i 100 godina) za 131 postaju u Hrvatskoj, a njihova prostorna razdioba kao i osnovna klimatologija analizirane su za sedam regija ukazujući na najdulja sušna razdoblja u najistočnijim i najjužnijim predjelima Hrvatske. Dobiveni rezultati pružaju jednu od podloga za procjenu rizika od suše.Extended abstract – p.ii – p.i