Εκτίμηση όμβριων καμπυλών με χρήση στοχαστικών μοντέλων ομοιοθεσίας

Αναπτύσσουμε μεθόδους για την εκτίμηση όμβριων καμπυλών βασισμένες σε τρία στοχαστικά μοντέλα βροχής με τοπική πολυμορφοκλασματική (multifractal) συμπεριφορά και διαφορετικούς βαθμούς πολυπλοκότητας. Τα τρία αυτά μοντέλα βασίζονται στο κλασικό μοτίβο εξωτερικών και εσωτερικών στοχαστικών διεργασιών, το οποίο χρησιμοποιείται σε μεγάλο βαθμό στην προσομοίωση συστημάτων, και δύνανται να αναπαράγουν τα στατιστικά χαρακτηριστικά της εντάσεως βροχής τόσο σε κλίμακα καταιγίδας όσο και σε υποδεέστερες αυτής χρονικές κλίμακες. Η εξωτερική στοχαστική διεργασία, η οποία είναι διαφορετική σε κάθε μοντέλο, έχει στατιστικές ιδιότητες που εξαρτώνται από τα χαρακτηριστικά (διάρκεια και μέση ένταση βροχής) της καταιγίδας, ενώ η εσωτερική στοχαστική διεργασία έχει σε όλες τις περιπτώσεις χαρακτηριστικά στάσιμης πολυμορφοκλασματικής (multifractal) ανελίξεως. Οι όμβριες καμπύλες των μοντέλων είναι ακριβείς, με μειωμένη ευαισθησία σε εξωδειγματικά σημεία (outliers) και μπορούν να υπολογιστούν από μικρού μήκους ιστορικά δεδομένα βροχής της τάξεως των μερικών ετών. Σε εφαρμογή της αναπτυχθείσας μεθοδολογίας σε χρονοσειρά βροχοπτώσεων μήκους 24 ετών από την Ιταλική Φλωρεντία, τα μοντέλα βρέθηκαν να αναπαράγουν με υψηλή ακρίβεια τις εμπειρικές όμβριες καμπύλες και να δίδουν παρόμοιες εκτιμήσεις για περιόδους επαναφοράς μεγαλύτερες του μήκους του ιστορικού δείγματος.