Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Hydrologic drought characteristics of selected basins in various climate zones of Lebanon

Tayara-Zobaida El

Meteorology Hydrology and Water Management. Research and Operational Applications

|

2023

|

Vol. 11, Iss. 2

28--51

EN

River basins in Lebanon recently have experienced increasing droughts, which has prompted this study to characterize drought temporally and spatially. The study describes and analyzes hydrologic and precipitation conditions in seven river basins, representing most flow directions in various climatic zones. The characteristics of hydrologic and rainfall drought were discussed and analyzed, depending on available data from five climatic zones and fourteen hydrometric stations distributed in the river, allowing for a detailed analysis of drought. The Standardized Precipitation Index (SPI) and the Streamflow Drought Index (SDI) were calculated at 6-month intervals (first and second 6-months) using the DRINC program. The hydrologic and rainfall drought characteristics maps generated in the GIS platform may help to identify the degree of drought in the study areas. The investigation was carried out by examining the strength of relationships between SDI and SPI using bivariate correlation analysis. The significance of the correlation coefficient is used in this study to decide whether linear relationships between the SPI and SDI occurred in the first and second six months. Calculating the correlation coefficient for these variables based on hydrologic and rainfall data reveals an inconsistent correlation over different periods.

2

Spatiotemporal detection of abrupt change in trends of rainfall and dry and wet periods at different time scales: The case of the Medjerda basin in northeast Algeria

Berhail Sabri, Katipoğlu Okan Mert

Acta Geophysica

|

2023

|

Vol. 71, no. 5

2497--2516

EN

This study investigates possible rainfall and drought trends using data from 38 rainfall stations in the Medjerda basin (northeast of Algeria) over 54 years (1965–2018). Drought-related data were calculated with the Standardized precipitation index (SPI). The Mann–Kendall test was used to find positive or negative precipitation trends. The magnitude of these trends was calculated using Sen’s slope method. According to the analysis, a decrease during the spring precipitation season was observed. Furthermore, the authors found the maximum increasing (decreasing) precipitation magnitude to be 2.14 mm/season (− 4.41 mm/season) in winter (spring). In addition, the magnitude of the precipitation trend per year ranged from − 6.26 to 2.54 mm/year, with an average reduction of 39% for the entire basin. From the outcomes of drought trend analysis, it can be inferred that for a short-time scale, the innovative trend analysis method exhibited a negative trend for the minimum and maximum SPI values. Drought severity was found to have increased during severe and extreme wet episodes, directly affecting Algeria’s frequently drought-affected agricultural regions, such as the Merdja plain and the irrigated perimeters of Sedrata and Zouabi. Considering the long-time scales, an increase was detected in drought severity and a decline during severe and extreme wet episodes. These findings show that the southeastern and central parts of the Medjerda basin’s long-term water resources have been severely affected, which negatively impacts the newly-constructed Ouldjet Mellegue dam in Tébessa province.

3

Weather drought index prediction using the support vector regression in the Ansegmir Watershed, Upper Moulouya, Morocco

Bekri My Hachem, El Hmaidi Abdellah, Ousmana Habiba, El Faleh El Mati, Berrada Mohamed, El Aissaoui Kamal, Essahlaoui Ali, El Ouali Abdelhadi

Journal of Water and Land Development

|

2021

|

no. 50

187--194

EN

The purpose of this study is to develop mathematical models based on artificial intelligence: Models based on the support vectors regression (SVR) for drought forecast in the Ansegmir watershed (Upper Moulouya, Morocco). This study focuses on the prediction of the temporal aspect of the two drought indices (standardized precipitation index – SPI and standardized precipitation-evapotranspiration index – SPEI) using six hydro-climatic variables relating to the period 1979–2013. The model SVR3-SPI: RBF, ε = 0.004, C = 20 and γ = 1.7 for the index SPI, and the model SVR3-SPEI: RBF ε = 0.004, C = 40 and γ = 0.167 for the SPEI index are significantly better in comparison to other models SVR1, SVR2 and SVR4. The SVR model for the SPI index gave a correlation coefficient of R = 0.92, MSE = 0.17 and MAE = 0.329 for the learning phase and R = 0.90, MSE = 0.18 and MAE = 0.313 for the testing phase. As for the SPEI index, the overlay is slightly poorer only in the case of the SPI index between the observed values and the predicted ones by the SVR model. It shows a very small gap between the observed and predicted values. The correlation coefficients R = 0.88 for the learning, R = 0.86 for testing remain higher and corresponding to a quadratic error average MSE = 0.21 and MAE = 0.351 for the learning and MSE = 0.21 and MAE = 0.350 for the testing phase. The prediction of drought by SVR model remain useful and would be extremely important for drought risk management.

4

Comparative study of meteorological and hydrological drought characteristics in the Pekalen River basin, East Java, Indonesia

Harisuseno Donny

Journal of Water and Land Development

|

2020

|

no. 45

29--41

EN

Drought is known as a normal part of climate and including in a slow-onset natural hazard which may have several impacts on hydrology, agriculture, and socioeconomic. Drought monitoring, including its severity, spatial and duration is required and becomes an essential input for establishing drought risk management and mitigation plan. Many drought indices have been introduced and applied in regions with different climate characteristics in the last decades. This paper aims to compare standardized precipitation index (SPI) and rainfall anomaly index (RAI) along with standardized streamflow index (SSI) in Pekalen River Basin, East Java, Indonesia. The statistical association analyses, included the Pearson correlation (r), Kendal tau (τ), and Spearman rho (rs) were performed to examine the degree of consistency between monthly and annual drought index of SPI and RAI. Additionally, the comparative analysis was performed by overlapping both monthly and annual drought index from the SPI and RAI with the SSI at hydrological years. The study revealed that the characteristic of the annual drought index between the SPI and RAI exhibits pattern similarity which indicated by the high correlation coefficient between them. Further, the comparative analysis on each hydrological year showed that the SPI and RAI were very well correlated and exhibited a similar pattern with the SSI. Overall, the SPI shows better performance than the RAI for estimating drought characteristic either monthly or annual basis. Hence, the SPI is considered as a reliable and effective tool for analyzing drought characteristic in the study area.

5

Wskaźniki opadu atmosferycznego w rejonie Puczniewa

Baryła A, Hewelke E., Stańczyk T., Ptach W.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2016

|

Vol. 25, No. 2

156--166

PL

Susze są jednymi z groźniejszych zjawisk atmosferycznych powodujących szczególnie duże straty w plonach roślin uprawnych. W artykule dokonano oceny intensywności oraz wieloletniej zmienności suszy w okresie wegetacyjnym (IV-IX) na terenie Puczniewa, wyznaczonej na podstawie względnego wskaźnika opadu (RPI) oraz wskaźnika standaryzowanego opadu (SPI). Analizie poddano dobowe sumy opadów z okresu 1953-2002. Większą częstość występowania okresów wegetacyjnych z silną suszą wykazał wskaźnik RPI, niż wskaźnik SPI.

EN

Droughts are one of the more dangerous atmospheric phenomena causing especially large losses in yield crops. The article assesses the intensity and long-term variability of drought during the growing season (April-September) in Puczniew, determined on the basis of the relative precipitation index (RPI) and the standardized precipitation index (SPI). Analysed daily precipitation from the period 1953 to 2002. A higher frequency of vegetation periods of drought showed a strong index RPI than the index SPI.

6

Drought intensity and spatial variability in Gabes Watershed, south-eastern Tunisia

Jemai S., Ellouze M., Agoubi B., Abida H.

Journal of Water and Land Development

|

2016

|

no. 31

63--72

EN

Chronological series of monthly and annual precipitation data recorded in Gabes Watershed, south-eastern Tunisia, were analyzed. The study is based on the standardized precipitation index (SPI) values, computed for 10 rainfall stations over the period 1987–2012, which corresponds to an observatory period of 25 hydrologic years (from September to August). The results obtained show a great variability in SPI values. The historical evolution of the SPI made it possible to define the periods of excess and deficit, corresponding to wet and dry periods respectively. The wet years were found to be 1989–1990, 1995–1996 and 2006–2007 while the dry years were 1987–1988, 1996–1997, 2000–2001, 2001–2002, 2007–2008, 2008–2009 and 2009–2010. This clearly shows alternating wet and dry periods, but with drought episodes taking prevalence over rainy fronts throughout the study period. Indeed, a high tendency towards a drop in precipitation and important sequences of drought were observed. Spatial variability of drought throughout Gabes Watershed was examined by geostatistical analysis of SPI, as drought and rainfall distribution vary with latitude, longitude, topography and proximity to the Mediterranean Sea. The results obtained showed that, compared to coastal and southern areas, drought was observed to be more important in the West and the North of Gabes Watershed. The SPI showed that moderate droughts are generally more frequent than severe or extreme droughts in most of the Watershed.

PL

Analizowano serie miesięcznych i rocznych opadów notowane w zlewni Gabes w południowo-wschodniej Tunezji. W badaniach wykorzystano wartości standaryzowanego wskaźnika opadu (SPI) obliczonego dla 10 stacji opadowych w latach 1987–2012, co odpowiada okresowi obserwacji równemu 25 latom hydrologicznym (od września do sierpnia). Uzyskane wyniki dowodzą znacznej zmienności wartości SPI. Zmienność w czasie umożliwiła zdefiniowanie okresów nadmiaru i deficytu opadów, które odpowiadają okresom mokrym i suchym. Mokrymi okresami okazały się lata 1989–1990, 1995–1996 i 2006–2007, podczas gdy susze przypadały na lata 1987–1988, 1996–1997, 2000–2001, 2001–2002, 2007–2008, 2008–2009 i 2009–2010. Wskazuje to jasno na naprzemienność okresów mokrych i suchych z przewagą tych ostatnich w czasie objętym badaniami. Rzeczywiście obserwowano tendencję do zmniejszania opadów i do występowania sekwencji okresów suszy. Przestrzenną zmienność suszy w zlewni Gabes badano za pomocą geostatystycznej analizy SPI, ponieważ rozmieszczenie susz i opadów zmienia się wraz z szerokością i długością geograficzną i zależy od topografii oraz odległości od Morza Śródziemnego. Uzyskane wyniki świadczą, że susze były intensywniejsze na zachód i północ od zlewni Gabes niż na obszarach przybrzeżnych i południowych. Wskaźnik SPI dowodzi, że umiarkowane susze są częstsze niż susze intensywne i ekstremalne w większej części zlewni.

7

Extreme Historical Droughts in the South-Eastern Alps − Analyses Based on Standardised Precipitation Index

Brenčič M.

Acta Geophysica

|

2016

|

Vol. 64, no. 5

1731--1754

EN

Droughts are natural phenomena affecting the environment and human activities. There are various drought definitions and quantitative indices; among them is the Standardised Precipitation Index (SPI). In the drought investigations, historical events are poorly characterised and little data are available. To decipher past drought appearances in the southeastern Alps with a focus on Slovenia, precipitation data from HISTALP data repository were taken to identify extreme drought events (SPI ≤ -2.00) from the second half of the 19th century to the present day. Several long-term extreme drought crises were identified in the region (between the years 1888 and 1896; after World War I, during and after World War II). After 1968, drought patterns detected with SPI changed: shorter, extreme droughts with different time patterns appeared. SPI indices of different time spans showed correlated structures in space and between each other, indicating structured relations.

8

Evaluation of the Precision of Standardized Precipitation Index (SPI) Based On Years 1954-1995 in Łódź

Gąsiorek E., Musiał E.

Journal of Ecological Engineering

|

2015

|

Vol. 16, nr 4

49--53

EN

This paper evaluates the accuracy of estimates of the Standardized Precipitation Index (SPI) using gamma, normal and log-normal distributions. In order to classify the above methods, the authors performed an analysis of the quality of theoretical distributions to empirical distribution, obtained on the basis of monthly precipitation sums during the vegetation season in a multi-year period 1954–1995 in Łódź.

9

Wyznaczanie wskaźnika standaryzowanego opadu (SPI) z zastosowaniem rozkładu gamma

Gąsiorek E., Musiał E.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2014

|

Vol. 23, No. 3

237--249

PL

W prezentowanej pracy autorzy skorzystali z danych pomiarowych pochodzących ze stacji Instytutu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy w wieloleciu 1946–2003 i przeprowadzili analizę zgodności otrzymanych wartości wskaźników standaryzowanego opadu (SPI) otrzymanych dwiema metodami. Pierwsza z nich polega na wyznaczeniu SPI bezpośrednio z dopasowanego rozkładu gamma, któremu podlegają miesięczne sumy opadów w wieloleciu 1946–2003 w Bydgoszczy, a druga na zastosowaniu transformacji prowadzących do rozkładu normalnego. Celem tej pracy była weryfikacja zaproponowanych wcześniej metod na nowym materiale empirycznym. Z dwóch stosowanych metod, metoda bezpośredniego wyznaczania wskaźnika SPI z rozkładu gamma jest mniej pracochłonna i daje lepszą ocenę warunków opadowych niż metoda polegająca na znajdowaniu transformacji przekształcających rozkład gamma w rozkład normalny.

EN

In the current paper the authors have used the data from the Institute of Technology and Natural Sciences observatory in Bydgoszcz in 1946–2003 period. They have analyzed the consistency of standardized precipitation index (SPI) values, calculated with the use of two different methods. The first one extracts SPI directly from gamma distribution, with the assumption that monthly precipitation sums in 1946–2003 in Bydgoszcz are gamma distributed. The second method is based on the transformations of data leading to normal distribution. The aim of this paper was to verify the previously proposed methods on new empirical data. Out of those two methods, the direct calculation of SPI from gamma distribution is less time consuming and gives better evaluation of precipitation conditions than the method based on transformation from gamma to normal distribution.

10

Wskaźnik standaryzowanego opadu (SPI) wyznaczony z zastosowaniem rozkładu log-normalnego

Gąsiorek E., Musiał E., Rojek M.

Inżynieria Ekologiczna

|

2014

|

Nr 39

62--73

PL

Praca jest kontynuacją badań przeprowadzonych na podstawie danych z Obserwatorium Agro- i Hydrometeorologii UP Wrocław-Swojec z okresu 1964–2009 i opublikowanych w czasopiśmie „Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich” nr 3/III/2012, str. 197–208. Tematyką opublikowanej pracy są dwie metody wyznaczania wskaźnika standaryzowanego opadu. Pierwsza z nich polega na wyznaczeniu SPI bezpośrednio z dopasowanego rozkładu gamma, któremu podlegają miesięczne sumy opadów w wieloleciu 1964–2009 we Wrocławiu, druga na zastosowaniu transformacji prowadzących do rozkładu normalnego. W prezentowanej pracy autorzy wyznaczają wskaźnik standaryzowanego opadu (SPI) stosując rozkład logarytmiczno-normalny i dokonują oceny tak wyznaczonego wskaźnika na tle wskaźników wyznaczonych za pomocą rozkładu gamma i rozkładu normalnego. Celem pracy była analiza porównawcza otrzymanych wartości współczynników SPI otrzymanych trzema różnymi metodami

EN

The problem analyzed in this paper is the continuation of research conducted on data from Wrocław-Swojec agro- and hydrometeorology observatory in 1964–2009 period and published in “Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich” nr 3/III/2012, pp. 197–208. The paper concerns two methods of calculation of standardized precipitation index (SPI). The first one extracts SPI directly from gamma distribution, since monthly precipitation sums in the 1964–2009 period in Wrocław are gamma distributed. The second method is based on the transformations of data leading to normal distribution. The authors calculate SPI with the use of log-normal distribution and confront it with values obtained by gamma and normal distributions. The aim of this paper is to comparatively assess the SPI values obtained with those three different methods.

11

Ocena dokładności oszacowania wskaźnika standaryzowanego opadu (SPI) wyznaczonego za pomocą różnych rozkładów prawdopodobieństwa

Gąsiorek E., Musiał E., Rojek M.

Inżynieria Ekologiczna

|

2014

|

Nr 40

92--99

PL

Stosowanie różnych metod obliczania wskaźnika standaryzowanego opadu (SPI) związane jest z otrzymywaniem różnych jego przybliżeń. Metody oparte na rozkładzie normalnym i jego transformacjach oraz na rozkładzie gamma dają podobne wyniki, stąd można je stosować zamiennie. Metoda oparta na rozkładzie logarytmiczno-normalnym daje wyraźnie różne wartości tego wskaźnika szczególnie dla wartości ekstremalnych SPI. Pojawia się wobec tego problem, która z metod daje rozkład lepiej dopasowany do danych empirycznych. Celem tej pracy jest uporządkowanie powyższych metod ze względu na stopień dopasowania do danych empirycznych z Obserwatorium Agro- i Hydrometeorologii we Wrocławiu Swojcu z wielolecia 1964–2009.

EN

The use of different calculating methods to compute the standardized precipitation index (SPI) results in various approximations. Methods based on normal distribution and its transformations, as well as on gamma distribution, give similar results and may be used equally, whereas the lognormal distribution fitting method is significantly discrepant, especially for extreme values of SPI. Therefore, it is problematic which method gives the distribution optimally fitted to empirical data. The aim of this study is to categorize the above mentioned methods according to the degree of approximation to empirical data from the Observatory of Agro- and Hydrometeorology in Wrocław-Swojec from 1964–2009 years.

12

Porównanie i klasyfikacja warunków opadowych na podstawie wskaźnika standaryzowanego opadu i wskaźnika względnego opadu

Gąsiorek E., Musiał E.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2011

|

T. 11, z. 4

107-119

PL

Jedną z najbardziej znanych metod oceny warunków opadowych jest metoda oparta na wielkości opadów, określająca stosunek sumy opadu w danym okresie do średniej sumy wieloletniej przyjętej za normę. Ta metoda była podstawą opracowania przez KACZOROWSKĄ (1962) kryteriów dla lat i pór roku, według których można zidentyfikować badane okresy od skrajnie suchych do bardzo wilgotnych, wykorzystując wskaźnik względnego opadu RPI. Metoda identyfikacji miesięcznych sum opadów pod kątem ich nadmiaru lub niedoboru za pomocą wskaźnika względnego opadu jest opisywana w wielu pracach (KOSIBA 1948; PRZEDPEŁSKA 1971; RADOMSKI 1977; TOMASZEWSKA 1994). Celem pracy jest porównanie klasyfikacji opartej na dotychczas powszechnie stosowanym wskaźniku względnego opadu dla okresów miesięcznych z klasyfikacją opartą na coraz częściej stosowanym wskaźniku standaryzowanego opadu SPI. Badania przeprowadzono na podstawie danych pomiarowych pochodzących ze stacji Bydgoszcz- IMUZ w wieloleciu 1945-2003.

EN

One of the best known methods for evaluating precipitation conditions is that assessing the precipitation as a ratio between the precipitation value in a given time period and the mean long term precipitation sum considered normal. This method was used by Kaczorowska in annual and seasonal criteria, according to which the given time periods can be classified from extremely dry to extremely wet with the use of relative precipitation index RPI. Identification of monthly precipitation sums, in view of their excess or deficit, by RPI was described in many publications (KOSIBA 1948; PRZEDPEŁSKA 1971; RADOMSKI 1977; TOMASZEWSKA 1994). The aim of our study was to compare the RPI-based, commonly used classification for monthly precipitation sums, with a new, more and more often applied, classification based on standardized precipitation index SPI. The investigation was performed on the data collected throughout the 1945- 2003 period in Bydgoszcz Observatory.

13

Ocena warunków opadowych w polskiej strefie Pobrzeży Południowobałtyckich

Kalbarczyk E., Kalbarczyk R.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2010

|

Vol. 19, No. 2

23--34

PL

Do realizacji celu pracy, jakim była ocena warunków opadowych w polskiej strefie Pobrzeży Południowobałtyckich z uwzględnieniem ich wieloletniej zmienności, wykorzystano sezonowe i roczne sumy opadów atmosferycznych w latach 1963-2007 z 8 stacji IMGW, położonych na jej obszarze. Opady sklasyfikowano na podstawie wskaźnika standaryzowanego opadu SPI. Przeciętnie najniższe opady notowane były w sąsiedztwie Zalewu Szczecińskiego, Zatoki Pomorskiej i Zatoki Gdańskiej, najwyższe obserwowano na Pobrzeżu Koszalińskim. Przeważały sezony umiarkowanie wilgotne i bardzo wilgotne nad umiarkowanie suchymi i bardzo suchymi, natomiast warunki ekstremalnie suche występowały dwukrotnie częściej niż warunki ekstremalnie wilgotne. W latach 1963-2007 zmniejszała się liczba ekstremalnych warunków opadowych, przede wszystkim ekstremalnie i bardzo suchych. Potwierdzono statystycznie dodatni trend opadów wiosną w sąsiedztwie Zatoki Gdańskiej, latem – w sąsiedztwie Zalewu Szczecińskiego, zimą – w Elblągu, w Koszalinie i Resku oraz dla całego roku - w Resku.

EN

The goal of the work was to assess precipitation conditions in the Polish zone of the South-Baltic Coastland taking into consideration multi-annual variability. Meteorological data from 8 stations of the Institute of Meteorology and Water Management (IMGW) situated in the Polish zone of the South-Baltic Coastland covering seasonal and yearly atmospheric precipitation totals in the years 1963-2007 constituted the material for the research. Precipitation was classified on the basis of the standardized precipitation index (SPI). The lowest total precipitation occurred in the vicinity of the Szczecin Lagoon, the Pomeranian Bay and the Gdańsk Bay, the largest precipitation was observed on the Koszalińskie Coastland. In the Polish zone of the South-Baltic Coastland one can observe the prevalence of frequency of moderately wet and severely wet seasons, compared to moderately dry and severely dry seasons. On the other hand, during half of the seasons extremely dry conditions occur more often than extremely wet conditions. The only significant trend, a positive one, was statistically confirmed for the yearly precipitation total in Resko; and the significant positive trends for the seasonal precipitation total – in Świnoujście and Szczecin in summer, in Gdańsk – in spring and in Elbląg, Koszalin and Resko – in winter.