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Análise local de freqüências Aula 08 Prof. Christopher Freire Souza Centro de Tecnologia Universidade Federal de Alagoas www.ctec.ufal.br/professor/cfs

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Page 1: Análise local de freqüências Aula 08 Prof. Christopher Freire Souza Centro de Tecnologia Universidade Federal de Alagoas

Análise local de freqüênciasAula 08

Prof. Christopher Freire SouzaCentro de TecnologiaUniversidade Federal de Alagoaswww.ctec.ufal.br/professor/cfs

Page 2: Análise local de freqüências Aula 08 Prof. Christopher Freire Souza Centro de Tecnologia Universidade Federal de Alagoas

Objetivos

•Desenvolver habilidades para estimar a recorrência de eventos de magnitude específica

•Desenvolver habilidades para identificar a magnitude de eventos a partir de sua recorrência

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Christopher Souza: Análise local de

freqüências

Page 3: Análise local de freqüências Aula 08 Prof. Christopher Freire Souza Centro de Tecnologia Universidade Federal de Alagoas

Relevância do conteúdo• Variação temporal de freqüências apresenta

relevância para processos ecológicos e sociais• Eventos mais freqüentes (próximos a Tr 1 ano)

influenciam processos geomorfológicos e ecológicos e de convívio da sociedade com o ambiente

• Eventos menos freqüentes têm maior impacto nas atividades da sociedade em função da “falta de memória” da comunidade para a magnitude/alcance de eventos

• Acerto na relação entre magnitude e freqüência tem grande relevância para as atividades da sociedade

Christopher Souza: Análise local de

freqüências

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Conteúdo

•Considerações gerais sobre as estimativas•Tratamento de zeros ou falhas•Marcas históricas•Séries parciais•Método empírico•Método teórico•Método do fator de freqüência•Intervalo de confiança

Christopher Souza: Análise local de

freqüências

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Considerações gerais• Estimativa regional de

freqüência é incentivada, principalmente para amostras menores (em torno de 20 anos)

• Pré-requisito: homogeneidade, independência e representatividade da variação

Christopher Souza: Análise local de

freqüências

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Erro(95% de confiança)

Tr (anos) 10% 25%

10 90 18

50 110 39

100 115 48

•Tr=6 anos equivale a 7 como soma de lançamento de 2 dados•Tr=50 anos equivale à chance de puxar um ás de espadas em um bara;ho completo•Tr=100 anos equivale a 1% de chance de ser igualado ou superado num ano qualquer

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Tratamento de zeros ou falhas

• Para estimar probabilidade empírica▫ quando x>0 (k: número de anos com vazão nula)

Christopher Souza: Análise local de

freqüências

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Page 7: Análise local de freqüências Aula 08 Prof. Christopher Freire Souza Centro de Tecnologia Universidade Federal de Alagoas

Marcas históricas

• Para estimar probabilidade empírica▫ quando x>x0

▫ quando x<x0

Christopher Souza: Análise local de

freqüências

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Page 8: Análise local de freqüências Aula 08 Prof. Christopher Freire Souza Centro de Tecnologia Universidade Federal de Alagoas

Séries parciais

Christopher Souza: Análise local de

freqüências

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• Picos de eventos de cheia que superam a mínima máxima cheia anual separadas por valores menores que a mediana compõem a série

• Série com tais picos é submetida ao ajuste de modelos de distribuição de probabilidades para estimativa de recorrências

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Séries parciais

Christopher Souza: Análise local de

freqüências

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62 65 67 70 72 75 77 80 82 85 87 90 92 95 97 00 02 05 070

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2x 10

4

Tempo (anos)

Vaz

ão (

m3 /s

)

vazões máximas anuais

vazões diárias

valor limitevazões parciais

mediana

10-1

100

101

102

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5x 10

4

TR(anos)

vazã

o(m

3 /s)

séries parciais

séries anuais

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Método empírico• Recomendado para

análise de freqüências menores que 0,2.n

• Valores iguais (empates) recebem ordens diferentes

Christopher Souza: Análise local de

freqüências

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Método teórico• Modelos teóricos facilitam

reprodutibilidade por outro pesquisador

• Parâmetros resumem / sintetizam informações sobre a distribuição

• Não há regras fixas para definição do modelo teórico, havendo necessidade de avaliar aderência de modelos candidatos

• Sugere-se a aplicação de testes estatísticos robustos como o teste de aderência de Filliben

Christopher Souza: Análise local de

freqüências

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Page 12: Análise local de freqüências Aula 08 Prof. Christopher Freire Souza Centro de Tecnologia Universidade Federal de Alagoas

Método do Fator de Freqüência• Quantis calculados por

meio da fórmula

• KT escolhido em função do modelo teórico escolhido e do tempo de retorno para o qual se pretende estimar o quantil

• Normal:▫ z

• Log-normal:▫ z, para

• Log-Pearson III:▫ para a equação aplicada à

Log-normal,

Christopher Souza: Análise local de

freqüências

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Page 13: Análise local de freqüências Aula 08 Prof. Christopher Freire Souza Centro de Tecnologia Universidade Federal de Alagoas

Método do Fator de Freqüência• Quantis calculados por

meio da fórmula

• KT escolhido em função do modelo teórico escolhido e do tempo de retorno para o qual se pretende estimar o quantil

• Normal:▫ z

• Log-normal:▫ z, para

• Log-Pearson III:▫ para a equação aplicada à

Log-normal, |ln(x)|<2,

Z a variável normal reduzida e

Christopher Souza: Análise local de

freqüências

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Método do Fator de Freqüência• Gumbel (máximos)

ou , para

e

• Weibull (mínimos) , para

,

, ,

para

e

C0=0,2777757913; C1=0,3132617714;C2=0,057567091; C3=-0,0013038566;C4=-0,0081523408.

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freqüências

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Page 15: Análise local de freqüências Aula 08 Prof. Christopher Freire Souza Centro de Tecnologia Universidade Federal de Alagoas

Intervalos de confiança para quantis• Para grandes amostras,

estimadores de quantis são normalmente distribuídos, com erro padrão (sT) variando de acordo com o modelo de distribuição

• Normal:

• Log-normal:

• Log-Pearson III ( obtido da tabela 8.6 do Naghettini)

▫ Conversão para o espaço aritmético

• Weibull (w obtido da tabela 8.7 do Naghettini)

Christopher Souza: Análise local de

freqüências

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