Ανάπτυξη κυκλοστάσιμων στοχαστικών υδρολογικών μοντέλων με διατήρηση της βραχυπρόθεσμης μνήμης και της μακροπρόθεσμης εμμονής

Κατά την παραγωγή συνθετικών υδρολογικών χρονοσειρών σε εποχιακή κλίμακα είναι σημαντικό να εξασφαλίζεται η διατήρηση των εποχιακών στατιστικών χαρακτηριστικών και της βραχυπρόθεσμης μνήμης της μελετούμενης στοχαστικής ανελίξεως. Εξίσου όμως σημαντική, κρίνεται η αναπαραγωγή τόσο των στατιστικών χαρακτηριστικών της ετήσιας ιστορικής χρονοσειράς όσο και της συμπεριφοράς αυτής σε μεγαλύτερες του έτους χρονικές κλίμακες. Η εν λόγω υπερετήσια συμπεριφορά, γνωστή και ως "φαινόμενο Hurst", έχει εντοπιστεί σε μεγάλο αριθμό υδρολογικών και κλιματολογικών χρονοσειρών και επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τόσο τον προγραμματισμό όσο και τον σχεδιασμό των υδροσυστημάτων. Στην περίπτωση που γίνεται χρήση μοντέλων εποχιακής κλίμακας, η διατήρηση των ετήσιων στατιστικών χαρακτηριστικών του ιστορικού δείγματος και της συμπεριφοράς αυτού σε υπερετήσια κλίμακα είναι μία ιδιαίτερα επίπονη διαδικασία και τις περισσότερες φορές αγνοείται. Οι τεχνικές επιμερισμού αποτελούν τον μόνο τρόπο για την παραγωγή συνθετικών χρονοσειρών που είναι συμβατές με το ιστορικό δείγμα σε περισσότερες από μία χρονικές κλίμακες ενδιαφέροντος, όπως είναι η ετήσια και η εποχιακή. Οι εν λόγω τεχνικές υλοποιούνται σε δύο ή περισσότερα βήματα, όπου στο πρώτο βήμα παράγονται ετήσιες χρονοσειρές που διαδοχικά επιμερίζονται σε μικρότερες του έτους χρονικές κλίμακες. Ο επιμερισμός, όμως, παρουσιάζει κάποια προβλήματα (π.χ. εκτίμηση παραμέτρων), ανακρίβειες και γενικά είναι μία αργή διαδικασία.

Εναλλακτικά προτείνεται μία νέα μεθοδολογία, βάσει της οποίας η αναπαραγωγή των στατιστικών χαρακτηριστικών γίνεται σε μηνιαία κλίμακα, χωρίς χρήση τεχνικών επιμερισμού, και κατά τρόπο ώστε να εξασφαλίζεται ταυτόχρονη διατήρηση τόσο των ετήσιων στατιστικών χαρακτηριστικών όσο και της υπερετήσιας συμπεριφοράς της ιστορικής χρονοσειράς, με άμεσο αποτέλεσμα την αξιόπιστη αναπαραγωγή του φαινομένου Hurst.