Published April 11, 2022 | Version v1
Publication Open

Modelling the Effects of Meteorological Factors on Maximum Rainfall Intensities Using Exponentiated Standardized Half Logistic Distribution

Creators

  • 1. University of Port Harcourt
  • 2. Obong University
  • 3. Finland University
  • 4. University of Eastern Finland

Description

Rainfall intensity prediction or forecast is vital in designing hydraulic structures and flood and erosion control structures. In this work, meteorological data were obtained from the National Aeronautics and Space Administration's (NASA) website. Models estimating maximum rainfall intensities were derived, and some meteorological factors' effects on the models were tested. The meteorological factors considered include annual relative humidity averages, specific humidity, temperature range at 2 m, maximum temperature, and minimum temperature. This research was aimed at developing a model for estimating maximum rainfall intensities, and the effects of various meteorological factors on the models were investigated. The exponentiated standardized half logistic distribution (ESLD) was used to model the effects of the factors and return periods on 35 years' (1984–2018) annual maxima monthly rainfall intensities for Port Harcourt metropolis, Nigeria. The model parameters were estimated using the maximum likelihood estimation method. Compared with the results from the five standard distributions, three criteria were used to determine the best-performed distribution. These indicated that the ESLD performed considerably better than the other five compared distributions. Only the return period had significant effects on the model for the rainfall intensity prediction since p < 0.05 , while the effects of the meteorological factors are insignificant.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يعد التنبؤ بكثافة الأمطار أو التنبؤ بها أمرًا حيويًا في تصميم الهياكل الهيدروليكية وهياكل التحكم في الفيضانات والتعرية. في هذا العمل، تم الحصول على بيانات الأرصاد الجوية من موقع الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء (ناسا). تم اشتقاق نماذج لتقدير الحد الأقصى لكثافة هطول الأمطار، وتم اختبار بعض تأثيرات عوامل الأرصاد الجوية على النماذج. تشمل عوامل الأرصاد الجوية التي تم النظر فيها متوسطات الرطوبة النسبية السنوية والرطوبة النوعية ونطاق درجة الحرارة عند 2 متر ودرجة الحرارة القصوى ودرجة الحرارة الدنيا. كان هذا البحث يهدف إلى تطوير نموذج لتقدير الحد الأقصى لكثافة هطول الأمطار، وتم التحقيق في آثار عوامل الأرصاد الجوية المختلفة على النماذج. تم استخدام التوزيع نصف اللوجستي الموحد (ESLD) لنمذجة تأثيرات العوامل وفترات العودة على كثافة هطول الأمطار القصوى الشهرية السنوية لمدة 35 عامًا (1984–2018) لمدينة بورت هاركورت، نيجيريا. تم تقدير معلمات النموذج باستخدام طريقة تقدير الاحتمال الأقصى. مقارنة بنتائج التوزيعات القياسية الخمسة، تم استخدام ثلاثة معايير لتحديد التوزيع الأفضل أداءً. أشارت هذه إلى أن أداء ESLD كان أفضل بكثير من التوزيعات الخمسة الأخرى. كان لفترة العودة فقط تأثيرات كبيرة على النموذج للتنبؤ بكثافة هطول الأمطار منذ p < 0.05 ، في حين أن تأثيرات عوامل الأرصاد الجوية غير مهمة.

Translated Description (French)

La prévision ou la prévision de l'intensité des précipitations est essentielle dans la conception des structures hydrauliques et des structures de contrôle des inondations et de l'érosion. Dans ce travail, des données météorologiques ont été obtenues à partir du site Web de la National Aeronautics and Space Administration (NASA). Des modèles estimant les intensités pluviométriques maximales ont été dérivés, et les effets de certains facteurs météorologiques sur les modèles ont été testés. Les facteurs météorologiques pris en compte comprennent les moyennes annuelles d'humidité relative, l'humidité spécifique, la plage de température à 2 m, la température maximale et la température minimale. Cette recherche visait à développer un modèle pour estimer les intensités pluviométriques maximales, et les effets de divers facteurs météorologiques sur les modèles ont été étudiés. La demi-distribution logistique standardisée exponentielle (ESLD) a été utilisée pour modéliser les effets des facteurs et des périodes de retour sur les intensités de précipitations mensuelles maximales annuelles de 35 ans (1984–2018) pour la métropole de Port Harcourt, au Nigéria. Les paramètres du modèle ont été estimés à l'aide de la méthode d'estimation du maximum de vraisemblance. Par rapport aux résultats des cinq distributions standard, trois critères ont été utilisés pour déterminer la distribution la plus performante. Celles-ci indiquent que l'ESLD a obtenu de bien meilleurs résultats que les cinq autres distributions comparées. Seule la période de retour a eu des effets significatifs sur le modèle de prévision de l'intensité des précipitations puisque p < 0,05 , alors que les effets des facteurs météorologiques sont insignifiants.

Translated Description (Spanish)

La predicción o pronóstico de la intensidad de la lluvia es vital en el diseño de estructuras hidráulicas y estructuras de control de inundaciones y erosión. En este trabajo, los datos meteorológicos se obtuvieron del sitio web de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA). Se derivaron modelos que estimaban las intensidades máximas de lluvia y se probaron los efectos de algunos factores meteorológicos en los modelos. Los factores meteorológicos considerados incluyen promedios anuales de humedad relativa, humedad específica, rango de temperatura a 2 m, temperatura máxima y temperatura mínima. Esta investigación tuvo como objetivo desarrollar un modelo para estimar las intensidades máximas de lluvia, y se investigaron los efectos de varios factores meteorológicos en los modelos. La distribución semilogística estandarizada exponenciada (ESLD) se utilizó para modelar los efectos de los factores y los períodos de retorno en las intensidades máximas anuales de lluvia mensuales de 35 años (1984–2018) para la metrópoli de Port Harcourt, Nigeria. Los parámetros del modelo se estimaron utilizando el método de estimación de máxima verosimilitud. En comparación con los resultados de las cinco distribuciones estándar, se utilizaron tres criterios para determinar la distribución mejor realizada. Estos indicaron que el ESLD se desempeñó considerablemente mejor que las otras cinco distribuciones comparadas. Solo el período de retorno tuvo efectos significativos en el modelo para la predicción de la intensidad de lluvia desde p < 0.05 , mientras que los efectos de los factores meteorológicos son insignificantes.

Files

3250954.pdf.pdf

Files (4.5 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:c958ede5e169a34dc7b4352d5ce93f88
4.5 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
نمذجة تأثيرات عوامل الأرصاد الجوية على الحد الأقصى لكثافة هطول الأمطار باستخدام التوزيع اللوجستي النصف الموحد
Translated title (French)
Modélisation des effets des facteurs météorologiques sur les intensités pluviométriques maximales à l'aide de la demi-distribution logistique standardisée exponentielle
Translated title (Spanish)
Modelado de los Efectos de los Factores Meteorológicos en las Intensidades Máximas de Lluvia Usando la Distribución Logística de la Mitad Estandarizada Exponenciada

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4223601587
DOI
10.1155/2022/3250954

Is supplement to
https://openalex.org/W4388633474 (Other)
https://openalex.org/W4385093936 (Other)
https://openalex.org/W4321490797 (Other)
https://openalex.org/W4319985200 (Other)
https://openalex.org/W4311527533 (Other)
https://openalex.org/W4210500507 (Other)
https://openalex.org/W2992472331 (Other)
https://openalex.org/W2522619203 (Other)
https://openalex.org/W2369261477 (Other)
https://openalex.org/W2335766742 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W1973907304
  • https://openalex.org/W2044762425
  • https://openalex.org/W2084388998
  • https://openalex.org/W2096451443
  • https://openalex.org/W2309057625
  • https://openalex.org/W2316541162
  • https://openalex.org/W2519306160
  • https://openalex.org/W2562559905
  • https://openalex.org/W2595665627
  • https://openalex.org/W2766013938
  • https://openalex.org/W2782202603
  • https://openalex.org/W2790567469
  • https://openalex.org/W2792131195
  • https://openalex.org/W2909791136
  • https://openalex.org/W2910345295
  • https://openalex.org/W2914264130
  • https://openalex.org/W2914791545
  • https://openalex.org/W2937635270
  • https://openalex.org/W2985147247
  • https://openalex.org/W3002899720
  • https://openalex.org/W3024975910
  • https://openalex.org/W3081913827
  • https://openalex.org/W3115483091
  • https://openalex.org/W770291452