Published August 2, 2022 | Version v1
Publication Open

Improving the visualization of rainfall trends using various innovative trend methodologies with time–frequency-based methods

Creators

  • 1. Hassiba Benbouali University of Chlef
  • 2. Mansoura University
  • 3. Luleå University of Technology
  • 4. University of Laghouat
  • 5. Universidade Federal da Paraíba
  • 6. Mohamed-Cherif Messaadia University

Description

Abstract In this paper, the Innovative Trend Methodology (ITM) and their inspired approaches, i.e., Double (D-ITM) and Triple (T-ITM), were combined with Hilbert Huang transform (HHT) time frequency-based method. The new hybrid methods (i.e., ITM-HHT, D-ITM-HHT, and T-ITM-HHT) were proposed and compared to the DWT-based methods in order to recommend the best method. Three total annual rainfall time series from 1920 to 2011 were selected from three hydrological basins in Northern Algeria. The new combined models (ITM-HHT, D-ITM-HHT, and T-ITM-HHT) revealed that the 1950–1975 period has significant wet episodes followed by a long-term drought observed in the western region of Northern Algeria, while Northeastern Algeria presented a wet period since 2001. The proposed approaches successfully detected, in a visible manner, hidden trends presented in the signals, which proves that the removal of some modes of variability from the original rainfall signals can increase the accuracy of the used approaches.

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

Translated Description (Arabic)

الخلاصة في هذه الورقة، تم الجمع بين منهجية الاتجاه المبتكر (ITM) ونهجها المستوحاة، أي المزدوج (D - ITM) والثلاثي (T - ITM)، مع طريقة Hilbert Huang transform (HHT) القائمة على التردد الزمني. تم اقتراح الطرق الهجينة الجديدة (مثل ITM - HHT و D - ITM - HHT و T - ITM - HHT) ومقارنتها بالطرق القائمة على DWT من أجل التوصية بأفضل طريقة. تم اختيار ثلاث سلاسل زمنية سنوية لهطول الأمطار من 1920 إلى 2011 من ثلاثة أحواض هيدرولوجية في شمال الجزائر. كشفت النماذج المدمجة الجديدة (ITM - HHT و D - ITM - HHT و T - ITM - HHT) أن الفترة 1950–1975 شهدت نوبات رطبة كبيرة تليها جفاف طويل الأجل لوحظ في المنطقة الغربية من شمال الجزائر، في حين قدم شمال شرق الجزائر فترة رطبة منذ عام 2001. اكتشفت الأساليب المقترحة بنجاح، بطريقة مرئية، الاتجاهات الخفية المعروضة في الإشارات، مما يثبت أن إزالة بعض أنماط التباين من إشارات هطول الأمطار الأصلية يمكن أن تزيد من دقة الأساليب المستخدمة.

Translated Description (French)

Résumé Dans cet article, la méthodologie des tendances innovantes (MTI) et leurs approches inspirées, c'est-à-dire Double (D-ITM) et Triple (T-ITM), ont été combinées avec la méthode basée sur la fréquence temporelle de la transformée de Hilbert Huang (HHT). Les nouvelles méthodes hybrides (c.-à-d. ITM-HHT, D-ITM-HHT et T-ITM-HHT) ont été proposées et comparées aux méthodes basées sur DWT afin de recommander la meilleure méthode. Trois séries chronologiques annuelles totales des précipitations de 1920 à 2011 ont été sélectionnées dans trois bassins hydrologiques du nord de l'Algérie. Les nouveaux modèles combinés (ITM-HHT, D-ITM-HHT et T-ITM-HHT) ont révélé que la période 1950–1975 a connu des épisodes humides importants suivis d'une sécheresse à long terme observée dans la région occidentale du nord de l'Algérie, tandis que le nord-est de l'Algérie a présenté une période humide depuis 2001. Les approches proposées ont détecté avec succès, de manière visible, les tendances cachées présentées dans les signaux, ce qui prouve que la suppression de certains modes de variabilité des signaux de pluie d'origine peut augmenter la précision des approches utilisées.

Translated Description (Spanish)

Resumen En este documento, la Metodología de Tendencias Innovadoras (ITM) y sus enfoques inspirados, es decir, Doble (D-ITM) y Triple (T-ITM), se combinaron con el método basado en la frecuencia de tiempo de la transformada de Hilbert Huang (HHT). Los nuevos métodos híbridos (es decir, ITM-HHT, D-ITM-HHT y T-ITM-HHT) se propusieron y compararon con los métodos basados en DWT para recomendar el mejor método. Se seleccionaron tres series temporales de precipitaciones anuales totales de 1920 a 2011 de tres cuencas hidrológicas en el norte de Argelia. Los nuevos modelos combinados (ITM-HHT, D-ITM-HHT y T-ITM-HHT) revelaron que el período 1950–1975 tiene episodios húmedos significativos seguidos de una sequía a largo plazo observada en la región occidental del norte de Argelia, mientras que el noreste de Argelia presentó un período húmedo desde 2001. Los enfoques propuestos detectaron con éxito, de manera visible, tendencias ocultas presentadas en las señales, lo que demuestra que la eliminación de algunos modos de variabilidad de las señales de lluvia originales puede aumentar la precisión de los enfoques utilizados.

Files

s13201-022-01722-3.pdf.pdf

Files (7.6 MB)

⚠️ 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
md5:93f0564245009e56b0f2b6a52cd0ca99
7.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحسين تصور اتجاهات هطول الأمطار باستخدام منهجيات الاتجاهات المبتكرة المختلفة مع الأساليب القائمة على التكرار الزمني
Translated title (French)
Amélioration de la visualisation des tendances des précipitations à l'aide de diverses méthodologies de tendances innovantes avec des méthodes basées sur le temps et la fréquence
Translated title (Spanish)
Mejorar la visualización de las tendencias de las precipitaciones utilizando diversas metodologías de tendencias innovadoras con métodos basados en el tiempo y la frecuencia

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4289522637
DOI
10.1007/s13201-022-01722-3

Is supplement to
https://openalex.org/W3124914020 (Other)
https://openalex.org/W2748952813 (Other)
https://openalex.org/W2478288626 (Other)
https://openalex.org/W2390279801 (Other)
https://openalex.org/W2382290278 (Other)
https://openalex.org/W2376932109 (Other)
https://openalex.org/W2358668433 (Other)
https://openalex.org/W2350741829 (Other)
https://openalex.org/W2068608913 (Other)
https://openalex.org/W2001405890 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Algeria

References

  • https://openalex.org/W1553437616
  • https://openalex.org/W1565813781
  • https://openalex.org/W1948986637
  • https://openalex.org/W1968652877
  • https://openalex.org/W1975134266
  • https://openalex.org/W1988970910
  • https://openalex.org/W1993544002
  • https://openalex.org/W2003537631
  • https://openalex.org/W2003871246
  • https://openalex.org/W2003979757
  • https://openalex.org/W2007221293
  • https://openalex.org/W2014032375
  • https://openalex.org/W2019308579
  • https://openalex.org/W2021796600
  • https://openalex.org/W2022860573
  • https://openalex.org/W2030631428
  • https://openalex.org/W2034573480
  • https://openalex.org/W2039530814
  • https://openalex.org/W2044781495
  • https://openalex.org/W2045872723
  • https://openalex.org/W2046583609
  • https://openalex.org/W2052631943
  • https://openalex.org/W2054108552
  • https://openalex.org/W2057322212
  • https://openalex.org/W2080868385
  • https://openalex.org/W2085361022
  • https://openalex.org/W2085449336
  • https://openalex.org/W2092267638
  • https://openalex.org/W2099081746
  • https://openalex.org/W2101557219
  • https://openalex.org/W2119490411
  • https://openalex.org/W2136416462
  • https://openalex.org/W2141854179
  • https://openalex.org/W2142712021
  • https://openalex.org/W2165761444
  • https://openalex.org/W2167867416
  • https://openalex.org/W2172679793
  • https://openalex.org/W2282744575
  • https://openalex.org/W2316791939
  • https://openalex.org/W2320331982
  • https://openalex.org/W2336462153
  • https://openalex.org/W2340247043
  • https://openalex.org/W2375220265
  • https://openalex.org/W2512370430
  • https://openalex.org/W2541618335
  • https://openalex.org/W2545434140
  • https://openalex.org/W2559862264
  • https://openalex.org/W2593929385
  • https://openalex.org/W2605698136
  • https://openalex.org/W2765674087
  • https://openalex.org/W2801406506
  • https://openalex.org/W2808093597
  • https://openalex.org/W2808965400
  • https://openalex.org/W2811058829
  • https://openalex.org/W2883773831
  • https://openalex.org/W2887196807
  • https://openalex.org/W2893958886
  • https://openalex.org/W2904670286
  • https://openalex.org/W2914663499
  • https://openalex.org/W2930650313
  • https://openalex.org/W2937806411
  • https://openalex.org/W2941649556
  • https://openalex.org/W2942559779
  • https://openalex.org/W2947914348
  • https://openalex.org/W2967948083
  • https://openalex.org/W2982733563
  • https://openalex.org/W2990103873
  • https://openalex.org/W2996503185
  • https://openalex.org/W3005049820
  • https://openalex.org/W3012225922
  • https://openalex.org/W3014327541
  • https://openalex.org/W3017875750
  • https://openalex.org/W3031380647
  • https://openalex.org/W3034512212
  • https://openalex.org/W3035799186
  • https://openalex.org/W3048929843
  • https://openalex.org/W3082481887
  • https://openalex.org/W3082737514
  • https://openalex.org/W3108164490
  • https://openalex.org/W3112253176
  • https://openalex.org/W3120677173
  • https://openalex.org/W3127931791
  • https://openalex.org/W3130143827
  • https://openalex.org/W3131641719
  • https://openalex.org/W3133148689
  • https://openalex.org/W3135151595
  • https://openalex.org/W3138846130
  • https://openalex.org/W3139119182
  • https://openalex.org/W3140449589
  • https://openalex.org/W3153667302
  • https://openalex.org/W3158555706
  • https://openalex.org/W3161352895
  • https://openalex.org/W3165785908
  • https://openalex.org/W3167136295
  • https://openalex.org/W3167470730
  • https://openalex.org/W3180956944
  • https://openalex.org/W3189406256
  • https://openalex.org/W3194147608
  • https://openalex.org/W3207775459
  • https://openalex.org/W4226116606
  • https://openalex.org/W4231130084
  • https://openalex.org/W4238922364
  • https://openalex.org/W599684961
  • https://openalex.org/W97047572