《RELIABILITY ENGINEERING & SYSTEM SAFETY》:A hybrid deterministic-stochastic method for extreme sea level prediction incorporating tide-surge interaction
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为极端海平面预测开发了一种新颖的上跨率框架。潮汐被视为确定性过程,风暴潮则被视为依赖于潮汐的随机过程。该框架纳入了潮汐-风暴潮相互作用、非高斯性、序列相关性等特征。预测的上跨率与两个验潮站的观测结果高度吻合。交叉验证表明该方法具有稳健的外推能力和较低的预测不确
为极端海平面预测开发了一种新颖的上跨率框架。潮汐被视为确定性过程,风暴潮则被视为依赖于潮汐的随机过程。该框架纳入了潮汐-风暴潮相互作用、非高斯性、序列相关性等特征。预测的上跨率与两个验潮站的观测结果高度吻合。交叉验证表明该方法具有稳健的外推能力和较低的预测不确定性。
**极端海平面预测研究解读:一种考虑潮汐-风暴潮相互作用的确定性-随机混合方法**
极端海平面(extreme sea level)是沿海地区最具破坏性的自然灾害之一,尤其威胁低洼且人口密集的海岸线,可导致大范围淹没、人员伤亡和基础设施损毁。随着沿海暴露度增加,准确估计极端海平面风险已成为迫切需求。现有方法主要分为直接法与间接法。直接法将海平面视为单一随机过程,年最大值法拟合广义极值分布(GEV)时数据利用效率低,预测不确定性大;超阈值法(POT)虽利用更多数据,但需主观选择阈值和去簇窗口,且未妥善处理季节性和序列相关性。间接法将确定性潮汐与随机风暴潮分离,如联合概率法,但普遍忽略二者依赖。偏斜风暴潮(skew surge)虽被用于消除潮汐影响,但研究表明其与高潮位存在显著依赖,不能消除相互作用,且损失相位信息。因此亟需一种普遍适用、能准确表征潮汐-风暴潮相互作用且避免任意假设的极端水位预测框架。
针对上述问题,Yi Wen和Ying Min Low提出了一种基于上跨率(upcrossing rate)的混合确定性-随机方法。该方法将潮汐视为确定性信号,风暴潮视为依赖潮位的随机过程,利用Rice公式推导瞬时上跨率表达式