Συγκρισιμότητα Μετεωρικών Γραμμών Νερού:Ημερήσια, Μηνιαία ή Ετήσια δεδομένα;
Τα σταθερά ισότοπα του υδρογόνου (δ Η) και οξυγόνο (δ Ο) έχουν εφαρμοστεί ευρέως στην υδρολογία. Η εξίσωση που σχετίζεται με το δ H έως δ Το O στην κατακρήμνιση, που ορίζεται επίσης ως μετεωρική γραμμή νερού, μπορεί να παρέχει ένα σημείο αναφοράς για την ερμηνεία σταθερών ισοτοπικών συνθέσεων μιας σειράς δειγμάτων νερού σε μια περιοχή. Επηρεασμένοι από πολλούς χωρικούς και μετεωρολογικούς παράγοντες, οι κλίσεις και οι ανακοπές των μετεωρικών γραμμών νερού ποικίλλουν ανάλογα με την τοποθεσία.
Δεν είναι δύσκολο να προσδιοριστεί μια μετεωρική γραμμή νερού χρησιμοποιώντας μια συνηθισμένη παλινδρόμηση ελαχίστων τετραγώνων στο Microsoft Excel ή σε οποιοδήποτε άλλο λογισμικό γραφείου. Ωστόσο, υπάρχει συγκρισιμότητα των μετεωρικών γραμμών νερού με βάση διαφορετικές συχνότητες δειγματοληψίας;
Για παράδειγμα, σε μια τοποθεσία δειγματοληψίας, υπάρχουν 1000 ώρες βροχής κατά τη διάρκεια 200 συμβάντων σε 150 ημέρες των 11 μηνών σε ένα έτος, και έχουμε δεδομένα ισοτόπων για κάθε ώρα βροχής. Για να προσδιορίσουμε μια συγκρίσιμη γραμμή μετεωρικού νερού, πρέπει να επιλέξουμε 1000 αρχικά δεδομένα ή σταθμισμένες τιμές βροχόπτωσης χρησιμοποιώντας 200 δεδομένα βάσει συμβάντων ή 150 ημερήσια ή 11 μηνιαία δεδομένα;
Κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών, σταθερά ισότοπα στη βροχόπτωση που βασίζεται σε γεγονότα (ακόμη και σε λεπτά) έχουν διερευνηθεί ευρέως, συχνά με βάση τη διάρκεια δειγματοληψίας περίπου ενός ή δύο ετών. Σε πολλές μελέτες, δεδομένα που βασίζονται σε γεγονότα για μια σχετικά σύντομη περίοδο χρησιμοποιούνται απευθείας για τον προσδιορισμό μιας γραμμής μετεωρικού νερού και για σύγκριση με τη γραμμή μετεωρικού νερού χρησιμοποιώντας μηνιαία δεδομένα. Η πιθανή επίδραση της ακανόνιστης συχνότητας δειγμάτων ή της μικρής διάρκειας δεν λαμβάνεται πάντα υπόψη λόγω της περιορισμένης διαθεσιμότητας δεδομένων.
Ο Shengjie Wang, αναπληρωτής καθηγητής υδρολογίας από το Northwest Normal University και οι συνεργάτες του επικεντρώθηκαν σε αυτό το ερώτημα με βάση το δίκτυο σταθερών ισοτόπων τους σε βροχοπτώσεις στα βουνά Tianshan στην άνυδρη κεντρική Ασία. Περίπου 1000 δείγματα με βάση τα συμβάντα σε 23 σταθμούς ελήφθησαν υπόψη χρησιμοποιώντας παραδοσιακές και άλλες μεθόδους παλινδρόμησης και ελήφθη υπόψη η σταθμισμένη προσέγγιση της βροχόπτωσης.
Γενικά, η χρήση στάθμισης βροχοπτώσεων είναι σημαντική σε ξηρές περιοχές. Εάν έχουμε μόνο ένα βραχυπρόθεσμο ρεκόρ ισοτόπων βροχοπτώσεων με βάση τα γεγονότα που εκτείνεται, για παράδειγμα, ένα έτος, ειδικά σε ένα ξηρό κλίμα, η σταθμισμένη παλινδρόμηση μπορεί να θεωρηθεί ως μια ισχυρή εναλλακτική λύση.
Οι μετεωρικές γραμμές νερού που προέρχονται από μια σταθμισμένη παλινδρόμηση με δεδομένα που βασίζονται σε γεγονότα είναι γενικά συνεπείς με την εφαρμογή της παραδοσιακής παλινδρόμησης των συνηθισμένων ελαχίστων τετραγώνων σε μηνιαία δεδομένα. Αλλά αυτό ισχύει λιγότερο για τις πιο άνυδρες τοποθεσίες, όπου οι χαμηλοί αριθμοί συμβάντων σημαίνουν ότι η συνάθροιση σε μηνιαία σύνθετα δεν παρέχει αποτελεσματική στάθμιση βροχοπτώσεων.
Σε περιπτώσεις όπου είναι διαθέσιμα μόνο βραχυπρόθεσμα σύνολα δεδομένων, υπάρχει ένα όφελος που μπορεί να αποκομιστεί από τη χρήση δεδομένων συμβάντων αντί των μηνιαίων δεδομένων. Μια σταθμισμένη παλινδρόμηση υετού που χρησιμοποιεί δεδομένα που βασίζονται σε γεγονότα μπορεί να παρέχει ένα ευρύτερο εύρος τιμών για τον περιορισμό της παλινδρόμησης από τη χρήση ενός μικρού αριθμού μηνιαίων σημείων δεδομένων. Ωστόσο, η σημασία της καταγραφής πλήρων εποχιακών κύκλων εξακολουθεί να παραμένει. Επομένως, οι παλινδρομήσεις μετεωρικής γραμμής νερού θα πρέπει να εφαρμόζονται μόνο σε πολλαπλάσια πλήρεις περιόδους 12 μηνών.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Meteoric water lines in anard Central Asia using event-based and μηνιαίων δεδομένων, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο Journal of Hydrology . Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Shengjie Wang και Mingjun Zhang από το Northwest Normal University, Catherine E. Hughes και Jagoda Crawford από τον Αυστραλιανό Οργανισμό Πυρηνικής Επιστήμης και Τεχνολογίας και άλλους συνεργάτες.
Αναφορές:
- Wang S, Zhang M, Hughes CE, Crawford J, Wang G, Chen F, Du M, Qiu X, Zhou S. (2018). Μετεωρικές γραμμές νερού στην άνυδρη Κεντρική Ασία με χρήση δεδομένων βάσει συμβάντων και μηνιαίων δεδομένων. Journal of Hydrology , 562, 435-445, https://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2018.05.034
