Υδρολογική στατιστική για τεχνικό σχεδιασμό σε ένα μεταβαλλόμενο κλίμα

Η εντατική έρευνα των τελευταίων ετών έχει δείξει ότι το κλίμα άλλαζε ακανόνιστα σε όλες τις χρονικές κλίμακες σε όλη την ιστορία της Γης. Ωστόσο, η υδρολογική στατιστική, ο κλάδος της υδρολογίας που ασχολείται με την αβεβαιότητα και τη διακινδύνευση, και αποτελεί το πρώτιστο εργαλείο για τον υδρολογικό σχεδιασμό, στην παρούσα κατάστασή της δεν είναι συνεπής με τον κυμαινόμενο χαρακτήρα του κλίματος. Πιο συγκεκριμένα, πίσω από την υδρολογική στατιστική, η οποία βασίζεται στην κλασική στατιστική, υποκρύπτεται η υπόθεση σταθερού κλίματος. Η κλιματική μεταβλητότητα, ανθρωπογενής ή φυσική, αυξάνει τη μεταβλητότητα και την αβεβαιότητα των υδρολογικών διεργασιών. Μια καλύτερη εναλλακτική λύση για να βασιστούν οι εκτιμήσεις και οι έλεγχοι υποθέσεων της υδρολογικής στατιστικής προσφέρεται από τη μελέτη του φαινομένου Hurst, το οποίο έχει ανιχνευτεί σε πολλές υδροκλιματικές χρονοσειρές και είναι στοχαστικά ισοδύναμο με την ύπαρξη κλιματικών διακυμάνσεων σε πολλαπλές χρονικές κλίμακες. Με την υπόθεση ότι αυτές οι διακυμάνσεις ακολουθούν ένα στατιστικό νόμο απλής ομοιοθεσίας σε σχέση με τη χρονική κλίμακα, επενεξετάζονται οι τυπικές στατιστικές εκτιμήτριες που χρησιμοποιούνται στην υδρολογία, όπως αυτές της μέσης τιμής, της διασποράς, της αυτοσυσχέτισης και του συντελεστή Hurst, καθώς και η μεταβλητότητα των εκτιμητριών αυτών και αποδεικνύεται θεωρητικά ότι διαφέρουν, σε μερικές περιπτώσεις εντυπωσιακά, από τα αντίστοιχα μεγέθη της κλασικής στατιστικής. Αυτή η πιο συνεπής μαθηματική περιγραφή των τυπικών στατιστικών επεξεργασιών, η οποία βασίζεται στην υπόθεση της απλής ομοιοθεσίας, εφαρμόζεται σε τυπικές υδρολογικές εφαρμογές που αφορούν εκτίμηση, πρόγνωση και έλεγχο υποθέσεων.