Modelleren van Regenbuien in Afrika

Bachelor thesis (2022)

Authors

I.C.J. Backers Electrical Engineering, Mathematics and Computer Science

Contributors

G. Jongbloed Statistics - EEMCS (mentor)
N.C. van de Giesen Water Resources - CEG (graduation committee member)
J.G. Spandaw Analysis - EEMCS (graduation committee member)
Faculty
Electrical Engineering, Mathematics and Computer Science, Electrical Engineering, Mathematics and Computer Science
Copyright: © 2022 Irene Backers
More Info
expand_more

Published Date

07-07-2022

Language

Dutch

Reuse Rights

Other than for strictly personal use, it is not permitted to download, forward or distribute the text or part of it, without the consent of the author(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license such as Creative Commons.

Faculty

Electrical Engineering, Mathematics and Computer Science

Abstract

Om goed te kunnen voorspellen waar, wanneer en hoeveel het gaat regenen is het belangrijk om satellietbeelden, weermodellen en grondmetingen te combineren. Het in 2007 opgezette project 'The Trans-African Hydro-Meteorological Obsevatory' (TAHMO) heeft de afgelopen jaren 500 goedkope weerstations geplaatst, verspreid over 21 landen in Sub-Sahara Afrika en wil uitbreiden naar 20.000 weerstations. De grondmetingen die met de al geplaatste weerstations zijn gedaan, kunnen gebruikt worden om weermodellen te ontwikkelen en te verbeteren.

Over de te verwachten regenval in Afrika is nog weinig bekend. Vaak wordt regen gemodelleerd met een Poissonproces. Daarom is vanuit ‘Delft Global Initiative’ de vraag gekomen of het Poissonproces een goed model kan zijn voor regenval in Afrika.

In dit onderzoek hebben we regendata van één weerstation gebruikt dat tijdens de moesson gegevens heeft verzameld op Mafia eiland, een eiland zo'n 20 kilometer voor de kust van Tanzania.

Een Poissonproces kan homogeen of inhomogeen zijn en we hebben de data op beide processen getoetst. Voor het homogene Poissonproces zijn veel verschillende toetsen te vinden in de literatuur. De Monte Carlo simulaties zijn gebaseerd is op de geïntegreerde verdelingsfunctie en gebruikt om de p-waarde te bepalen. Voor alle regen samen in de gehele observatieperiode was de p-waarde 0 en daarom kan de regen niet met een homogeen Poissonproces worden beschreven.

Voor de inhomogeen Poissonproces benadering hebben we ervoor gekozen om de intensiteit van de regen te benaderen met een stuksgewijs constante intensiteit. Met taut string werd de regen opgedeeld in 474 deelperiodes met een constante intensiteit die per deelperiode verschilt. Voor iedere deelperiode is getoetst of de regen met een homogeen Poissonproces kan worden beschreven. De p-waarde is voor iedere deelperiode bepaald met Monte Carlo simulaties en we werken met een significantieniveau van 5%. Voor 448 van de 474 deelperiodes kan de regen met een homogeen Poissonproces worden beschreven.

Een inhomogeen Poissonproces met stuksgewijs constante intensiteit lijkt daarom een redelijk bruikbaar model om de regen op Mafia eiland mee te beschrijven. Of dit model ook bruikbaar is voor alle andere weerstations van TAHMO zullen toekomstige studies moeten uitwijzen.

Files

BACHELOR_EINDPROJECT_IRENE_BAC... (pdf)
(pdf | 26.1 Mb)
Unknown license