Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2
➤ Gửi thông báo lỗi ⚠️ Báo cáo tài liệu vi phạmNội dung chi tiết: Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2
Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2
PHẦN 2 - MỘT SỐ BÀI TOÁN KHÍ TƯỢNG VÀ THÚY VÃN GIÁI BẰNG CÁC PHƯƠNGPHÁP LÝ THUYẾT HÀM NGẪư nhiênChương 7NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC THÓNG KÊ CỦA CÁC TRƯỜNG KH Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2HÍ TƯỢNG7.1. Nhận xét chung về câu trúc các trường khi tượngBậc điếm cùa khí quyển là tính chất chuyển (lộng rối hổn loạn. Các trường yêu tò' khi tượng rất linh động. Sự phụ thuộc của các giá trị tưc thời cùa trường vào tọa độ không gian và thời gian rất phức tạp. Hơn nữa, nhừng giá trị đó, khi quan Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2 trác trong cũng những điều kiện như nhau, mỗi lần chúng lại một khác. Do đó, không thế mô tà các trường này theo kiêu cho những giá trị tức thời tạiCơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2
từng điêrn không gian và tại từng thời điếm.Đê nghiên cứu cấu trúc cốc trường yêu tô khí tượng thi quan điểm lý thuyết xác suất là hợp lý. Theo quan đPHẦN 2 - MỘT SỐ BÀI TOÁN KHÍ TƯỢNG VÀ THÚY VÃN GIÁI BẰNG CÁC PHƯƠNGPHÁP LÝ THUYẾT HÀM NGẪư nhiênChương 7NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC THÓNG KÊ CỦA CÁC TRƯỜNG KH Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2y là không xem xét nhừng đặc (liêm cùa các giá trị tửc thời riêng lè, mà khảo sát một sô tính chất trung binh của tập hợp thống kê các thê hiện cùa trường ứng với một tập những điều kiện bên ngoài nhốt định nào dó.Như ta đã thấy ơ chương 6, khi xác định bàng thực nghiệm các đặc trưng thông kê của tr Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2ường ngẫu nhiên, già thiết được đưa ra là tồn tại một tập hợp thể hiện nào đó cùa nó ứng với những điều kiện thí nghiệm như nhau, hoặc tồn tại một thêCơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2
hiện cùa trường trong miến không gian, thời gian đù lớn dối với trường hợp trường dồng nhất có tính egodic.205Ta sẽ xét vấn dề thu nhận Lập hợp thốngPHẦN 2 - MỘT SỐ BÀI TOÁN KHÍ TƯỢNG VÀ THÚY VÃN GIÁI BẰNG CÁC PHƯƠNGPHÁP LÝ THUYẾT HÀM NGẪư nhiênChương 7NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC THÓNG KÊ CỦA CÁC TRƯỜNG KH Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2năng cùa mình, nhà khí tượng không bao giờ có dược một tập hợp thống kê các hành tinh hoàn toàn tương tự Trái Đất, vì vậy, nói một cách chính xác, các trường khí tượng có thể được gọi là các trường ngầu nhiên theo nghĩa của lý thuyết hàm ngẫu nhiên chì là quy ước.Trong khí tượng học, một quá trình t Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2hống nhất thường được chia Làm nhiều phần, và chính các phần này được quy ước chấp nhận là các thể hiện khác nhau, tửc là, người ta sử dụng những quanCơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2
trác được tiến hành ờ những miền không gian khác nhau hoậc tại những thời diêm khác nhau vói tư cách là các thể hiện của trường ngầu nhiên. Khi đó, nPHẦN 2 - MỘT SỐ BÀI TOÁN KHÍ TƯỢNG VÀ THÚY VÃN GIÁI BẰNG CÁC PHƯƠNGPHÁP LÝ THUYẾT HÀM NGẪư nhiênChương 7NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC THÓNG KÊ CỦA CÁC TRƯỜNG KH Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2như là các thể hiện tương ứng với những điều kiện bên ngoài như nhau, những quan trắc này có thế dược sừ dụng đê xử lý thông kê.Trong lý thuyết hàm ngẩu nhiên, ta gọi những tình huống, trong đó, các quy luật phân bô cùa trường ngẫu nhiên được bảo toàn, là những tình huống tương ứng với những điều ki Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2ện bên ngoài như nhau. Trên thực tế, thường không biết trước các quy luật phân bố đó. Vì vậy, sự lựa chọn các tình huỏng tương tự được tiến hành dựa tCơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2
heo kinh nghiệm hàng ng^iy cua nhà khí tượng và các kết quả nghiên cứu trước đó.Trong từng trường hợp cụ thể, kiến thửc nhận dược vể cấu trúc của trườPHẦN 2 - MỘT SỐ BÀI TOÁN KHÍ TƯỢNG VÀ THÚY VÃN GIÁI BẰNG CÁC PHƯƠNGPHÁP LÝ THUYẾT HÀM NGẪư nhiênChương 7NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC THÓNG KÊ CỦA CÁC TRƯỜNG KH Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2c thê hiện riêng biệt. Nếu các thê hiộn liên quan chạt chê với nhau, thì tất cả chúng sẽ chứa râ't ít thông tin mới so với mỗi một thể hiện trong chúng, và do đó, tăng số lượng thể hiện trong trường hợp này không Làm chính xác thêm một cách đáng kê’ các đậc trưng thống kê.Xuất phát từ những đòi hòi Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2trên và bản chất vật lý cùa các quá trình khí tượng, có thể nêu ra một sô điểm cơ bàn cần phải tính đến khi gộp các sô' liệu thực nghiệm vào một tập hCơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2
ợp thông kê.Khi chọn các thời diêm ứng vói nhửng tinh huống tương tự, phải206xuất phát từ sự tồn tại biến trinh ngày và năm của các yếu tỏ khí tượng. PHẦN 2 - MỘT SỐ BÀI TOÁN KHÍ TƯỢNG VÀ THÚY VÃN GIÁI BẰNG CÁC PHƯƠNGPHÁP LÝ THUYẾT HÀM NGẪư nhiênChương 7NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC THÓNG KÊ CỦA CÁC TRƯỜNG KH Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2g thê coi những thời diem ứng VỚI các mùa khác nhau trong năm là những tình huống tương tự. Nói dúng ra. chi có (hê COI những thè hiện nhận được trong cũng một ngày, một giờ của từng nảm là tương tự. Tuy nhiên thực tế diều này bất lợi, vì khi dó ta sè chì có thê làm việc với một tập rất nhó các thể Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2hiện, việc lấy trung bình theo tập này sẽ không đâm bào cho việc nhận các đặc trưng thông kê đù tin cậy. Do đó. trong thực tế, người ta thường nhóm tấCơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2
t ca những thê hiện không phải ứng vói một ngày, mà ứng với một khoang nào đó cùa nôm, ví dụ một tháng hay một mùa. vào làm một tập. tức là nhóm vào mPHẦN 2 - MỘT SỐ BÀI TOÁN KHÍ TƯỢNG VÀ THÚY VÃN GIÁI BẰNG CÁC PHƯƠNGPHÁP LÝ THUYẾT HÀM NGẪư nhiênChương 7NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC THÓNG KÊ CỦA CÁC TRƯỜNG KH Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2p, phải chọn khoảng thời gian giữa các quan trắc đủ lớn. Ví dụ. được biết ràng trong một ngày áp suất không khí biến dối ít, vậy có sự phụ thuộc dáng kế giữa các trị số cùa nó tại những thời điếm khác nhau trong ngày. Mối phụ thuộc này duy trì rò rệt cà trong hai ngày tiếp sau, do đó khi chọn tập th Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2ê hiện cùa trường áp suất thường người ta sừ dụng những quan trắc cách nhau không ít hơn ba ngày.Ngoài việc tính lới biến trình ngày và năm, khi gộp cCơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2
ác thê hiện vào thành một tập thống kê, có thê tiến hành phân loại bổ sung các số liệu thực nghiệm theo một sô’ dấu hiệu đặc biệt. Chẳng hạn, khi nghiPHẦN 2 - MỘT SỐ BÀI TOÁN KHÍ TƯỢNG VÀ THÚY VÃN GIÁI BẰNG CÁC PHƯƠNGPHÁP LÝ THUYẾT HÀM NGẪư nhiênChương 7NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC THÓNG KÊ CỦA CÁC TRƯỜNG KH Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2ớp các thê hiện theo độ lớn tốc độ gió v.v... Ngay cả trong nghiên cửu trường áp suất (dịa thế vị), dôi khi người ta củng tiến hành phân chia theo dạng hoàn lưu.Khi gộp các tập không gian tương tự, tức các thể hiện nhộn dược ờ những điểm địa lý khác nhau, người ta xuất phát từ chồ những diêm đó phải Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2 thuộc các vùng khí hậu giống nhau.Khi nghiên cứu cấu trúc không gian các trường khí tượng, vấn để hết sức quan trọng là phải tuân thủ những diều kiệnCơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2
dồng nhát đàng hướng của trường. Diều này gây nên những hạn chế nhất định về độ rộng không gian của trường được nghiên cứu. A.N. Kolmogorov [11] dà cPHẦN 2 - MỘT SỐ BÀI TOÁN KHÍ TƯỢNG VÀ THÚY VÃN GIÁI BẰNG CÁC PHƯƠNGPHÁP LÝ THUYẾT HÀM NGẪư nhiênChương 7NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC THÓNG KÊ CỦA CÁC TRƯỜNG KH Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2g cùa các trường khi tượng được thoà mãn một cách gần dúng. Những trường như vậy gọi là đổng nhất và dăng hưởng địa phương.Tùy thuộc vảo quy mô cùa các trường được kháo sát, trong khí tượng học, người ta chia ra các cấu trúc qui mô vi mô, qui mô vừa và qui mô vĩ mô.Cà'u trúc vi mô mô tà đặc điểm cùa Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2 trường trong khoảng từ vài phần milimét đến vài trăm mét. Trong khoảng này tính đồng nhất và đẳng hướng địa phương thoả mãn theo cà ba chiểu.Cấu trúcCơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2
thống kê qui mô vừa mô tả những dặc diêm cùa trường trong khoảng từ một kilômét đến hàng chục kilômét. Trong khoảng này biểu lộ rõ sự khác nhau giữa PHẦN 2 - MỘT SỐ BÀI TOÁN KHÍ TƯỢNG VÀ THÚY VÃN GIÁI BẰNG CÁC PHƯƠNGPHÁP LÝ THUYẾT HÀM NGẪư nhiênChương 7NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC THÓNG KÊ CỦA CÁC TRƯỜNG KH Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2thay đổi và những mối liên hệ tương hỗ khi qui mô không gian cỡ hàng trăm kilômét hoặc lớn hơn. Các quá trình vĩ mô liên quan tới những quá trình vận dộng khí quyển mang tính chất synop và thậm chí có tính chất toàn cầu, bản chất vật lý của chúng cản bản khác với những thăng giáng rôi hỗn loạn quy m Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2ô nhỏ.Trong nhiều trường hợp việc xem xét các quá trình vĩ mô như các quá trình ngẫu nhiên và mô tả chúng tương tự với các quá trình quy mô nhỏ vẫn tỏCơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2
ra thuận tiện. Khi đó trao đôi rối vĩ mô dược xét giống như một loại của quá trình qui mô nhỏ. Tuy nhiên, sự tương tự này có tính chất hình thức. TroPHẦN 2 - MỘT SỐ BÀI TOÁN KHÍ TƯỢNG VÀ THÚY VÃN GIÁI BẰNG CÁC PHƯƠNGPHÁP LÝ THUYẾT HÀM NGẪư nhiênChương 7NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC THÓNG KÊ CỦA CÁC TRƯỜNG KH Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2ĩ mô, ta chi có thê nói về tính đồng nhất đàng hướng đôi với độ lệch của các yếu tó khí tượng so với chuẩn khí hâu, vì bản thân các chuẩn khí hậu trong những quy mô dó có thê khác nhau đáng kể. Ở dây, thực tế không hy vọng sứ dụng được tính egodic, mà như dà thây trong chương 2, tính chất này cho ph Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2ép xác định các đặc trưng thông kê dựa trên một thể hiện dù dài, làm giảm nhẹ đáng kê việc khào sát trường đồng nhất. Thực vậy, kỳ vọng toán học của tCơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2
rường khí tượng phụ thuộc vào toạ độ, do dó dể tính các kỳ vọng toán học không thê dùng một thể hiện, mà phải có nhiều the hiện. Ngoài ra, khi nghiên PHẦN 2 - MỘT SỐ BÀI TOÁN KHÍ TƯỢNG VÀ THÚY VÃN GIÁI BẰNG CÁC PHƯƠNGPHÁP LÝ THUYẾT HÀM NGẪư nhiênChương 7NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC THÓNG KÊ CỦA CÁC TRƯỜNG KH Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2ng kê, số 208lượng các trạm này trong một vùng không gian thường không nhiều, lức là chúng ta chì có nhùng giá trị cùa thê hiện tại một sô ít các điểm gián đoạn, và do dó. việc lấy trung hĩnh dựa theo một thể hiện sẽ không hiệu quà.Nghiên cứu câu trúc trường Là xác định các dặc trưng thông kê cùa no Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2. như kỳ vọng toán học, hàm tương quan hay hảm cấu trúc. Đó là những đặc trưng cán thiết khi giải quyết nhiều bài toán khác nhau.Trên cơ sờ những sô lCơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên trong thủy văn: Phần 2
iệu này, người ta tiến hành phân tích khách quan và Làm trơn các trường khí tượng cho mục đích dự báo thời tiết, tiên hành tối ưu hoá sự phân bố mạngGọi ngay
Chat zalo
Facebook