Hidrológiai Közlöny 1970 (50. évfolyam)

8. szám - Winter János: A rövid időtartamú, nagy intenzitású csapadékok valószínűségi jellemzése

Hidrológiai Közlöny 1970. 8. sz. 349 HIDROLÓGIA A rövid időtartamú, nagy intenzitású csapadékok valószínűségi jellemzése W INTEK JÁNOS* A rövid időtartamú, nagy intenzitású csapadékok vizsgálatára az Országos Vízügyi Hivatal adott megbízást a Budapesti Műszaki Egyetem Vízgazdálkodási Tanszékének 1968-ban. Az alábbiakban a több évre tervezett munka első eredményeiből közlünk néhány fontosabbat. Rövid időtartamúaknak tekintjük az 1 napnál rövidebb időtartamú csapadókokat. Ezen csapadékok törvényszerűségeinek meghatározásához természetesen csak ombrográfok adataiból indulhattunk ki. A vízépítési tervezési munkák szempontjából mértékadó nagy intenzitású, rövid időtartamú csapadékok majdnem kizárólag a nyári félévben (április—szeptember) fordulnak elő. Vizsgálatunkban a valószínűségelmélet módszereit használtuk fel. Ezek megkövetelték, hogy csak olyan csapadékmérő állomások adatait vegyük figyelembe, amelyeken legalább 25—30 éve észlelnek. Ilyenek az ország területén 9 helyen találhatók. 1. Az adatok beszerzése és előkészítése A csapadékadatokat az Országos Meteorológiai Intézet (OMI) Archívumából szereztük be, ottani dolgozók és műegyetemi hallgatók közreműködésével. Az 5—10—• 20—30—60 perces csapadékok adatait közvetlenül az ombrográf-szalagokról olvastuk le. Minden önálló csapadékból a felsorolt időtartamokhoz csak egy-egy, éspedig a legnagyobb értéket határoztuk meg. A fenti időtartamok kezdő, illetve végpontjai bármely percben lehetnek. Az 1—3—6—12—24 órás csapadókmagasságokat általában az OMI által korábban és folyamatosan az ombrográf szalagokról elkészített „órás lapok" felhasználásával állapítottuk meg. Az időtartamok kezdő és végpontjai itt csak kerek órakor lehetnek. 3 órás csapadéknak a 3 óra időtartam alatt leesett összes csapadékot tekintettük, függetlenül attól, hogy ténylegesen mennyi ideig esett stb. 1 napos csapadóknak a 7-től 7 óráig terjedő 24 órás időtartam alatt leesett csapadókmagasságot tekintettük. Ennél a feldolgozási módnál, mint ismeretes h(10 perc =» h 1 óra és hü Óra =- hl napAz adatok gyűjtéséhez, némi átalakítással, az OMI által rendszeresített nyomtatványokat használtuk fel. Az ombrográfok különböző meghibásodásai, kihagyásai miatt sok esetben javítanunk, illetve pótolnunk kellett egyes adatokat. A különböző időtartamok alatt leesett csapadékok között bizonyos egyenlőtlenségek, illetve arányok állnak fenn, amelyek lehetővé tették a javítás és pótlás empirikus módszerének kidolgozását. A csapadékfüggvónyek meghatározása után lehetőség nyílik a módszer javítására. A hibás vagy hiányzó értékek figyelembevételétől nem tekinthettünk el, mert éppen a tervezési szempontból mértékadó, legnagyobb intenzitású csapadékok okozzák az embrográfok meghibásodását. A fenti módon nyert adatokból minden évben, havonként (bázisidőszakonként) ós időtartamonként a legnagyobb csapadékmagasságot választottuk ki, s az így kapott adatsorokat használtuk további vizsgálatainkhoz. * Budapesti Műszaki Egyetem, Vízgazdálkodási Tanszók. A következőkben Túrkeve állomásra végzett vizsgálatunkat mutatjuk be. Ezen állomáson összesen 42 évi adat állt rendelkezésünkre (1915—1966). Első lépésben 32 egymásutáni évből származó adatsort vizsgáltunk (1926—1959); csak 1944—1945-ből nem volt észlelési adatunk. 2. Függetlenségi és egyöntetűségi vizsgálatok A csapadékadatoknak elméleti (valószínűségi) eloszlás-függvényekkel való megközelítése előtt meg kell győződnünk arról, hogy a minta elemei függetlenek-e egymástól és azonos eloszlásból származnak-e (egyöntetűek-e). Megjegyezzük, hogy mivel rövid időtartamú csapadékokról van szó, számítás nélkül, spekulatív úton arra az eredményre jutunk, hogy az adatok egymástól függetlenek (pl. a tavaly augusztusi legnagyobb 1 órás csapadék nagyságától nem függhet az idei augusztusi legnagyobb 1 órás csapadék magassága); és az adatoknak egyöntetűeknek is kell lenniük, mert semmi okunk nirics azt feltételezni, hogy bármely állomáson a csapadékértékek fokozatosan vagy hirtelen megnőjenek vagy lecsökkenjenek. Az éghajlat változatlanságának feltételezésével ennek a feltételnek teljesülnie kell. Nem egyöntetű az adatsor csak akkor lehet, ha a csapadékmérő műszert áthelyezték, jelentősen más domborzati vagy árnyókoltsági körülmények közé. Ez pedig az általunk vizsgált állomásoknál — Országos Meteorológiai Intézettől kapott tájékoztatás alapján — nem fordult elő. A függetlenségvizsgálatot a Wald— Wolfowitz tételen alapuló módszerrel végeztük. A tétel szerint független az az adatsor, amelyből számítható p érték nagyobb mint 5%. Az egyöntetűségvizsgálatot a Szmirnov tétellel végeztük. A tétel szerint egyöntetű az az adatsor, amelyből a módszer szerint számítható p érték nagyobb mint 5%. Az adatsorokat általában középen vágtuk el e vizsgálat végrehajtásához. Az adatsorok függetlenségét és egyöntetűségét Hunor számológéppel, majd elektronikus számítógéppel vizsgáltuk. Eredményeinket az 1. táblázatban foglaltuk össze. Túrkeve állomás minden hónapjára, minden időtartamára elvégeztük a számítást. Hónaponként és időtartamonként átlagokat képeztünk. Sem az egyenkénti számokból, sem az átlagokból semmiféle tendencia nem állapítható meg, sem a hónapok szerint, sem az időtartamok szerint. A p értékek változása teljesen véletlenszerű. A függetlenségeket jellemző p értékek átlaga 65,5%, az egyöntetűségeké 62,8%. Az egyöntetűségi értékek néhány esetben igen kiesik. Ez arra mutat, hogy az adatsorban esetleg valamilyen törés vagy egyirányú változási jelleg lehet, de igen nagy