La stima della probabilità di tempeste estreme è uno dei problemi principali dellʹingegneria costiera e oceanica. Lo strumento comunemente usato è la curva SWH(Tr) che collega lʹaltezza dʹonda significativa al periodo di ritorno Tr; tale curva dipende dalla posizione del sito di interesse ed è ricavata attraverso una serie di procedure ben consolidate, basate su dati misurati o sintetici. Il limite principale di questo approccio è la lunghezza necessariamente limitata delle registrazioni dei dati dʹonda disponibili. Le stazioni di misura del moto ondoso più vecchie risalgono al massimo a 40 anni fa, e le registrazioni affidabili dei sistemi meteorologici e di modellizzazione delle onde sono ancora più brevi. Tali numeri sono inadeguati rispetto ai lunghi periodi di ritorno necessari per la progettazione e la valutazione della sicurezza delle strutture marittime: la stima dellʹinsieme di parametri di qualsiasi funzione SWH(Tr) basata su tali serie di dati è inevitabilmente affetta da una sostanziale incertezza. Unʹindicazione dellʹaffidabilità delle stime è tradizionalmente fornita dagli intervalli di confidenza, cioè dai limiti entro i quali si trova ‐ con una certa probabilità ‐ il valore di SWH con un determinato periodo di ritorno Tr: ciò non fornisce tuttavia unʹindicazione dellʹeffettiva probabilità, ma piuttosto la probabilità di una probabilità. Al fine di superare questa incertezza, viene qui suggerita e applicata una procedura per ricavare una probabilità corretta e un periodo di ritorno corretto, che tengano conto sia della probabilità derivante dalla funzione di distribuzione prescelta, sia dellʹerrore probabile nella scelta dei parametri. Dopo aver descritto brevemente l’approccio teorico, per risolvere numericamente il problema si è applicata una tecnica di Montecarlo ai dati di valore estremo ricavati dai dati di due boe ondametriche dell’ormai ex Rete Ondametrica Nazionale (RON) e di una lungo la Costa del Pacifico degli Stati Uniti gestita dal National Data Buoy Center (NDBC) della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

ON THE UNCERTAINTY IN THE ESTIMATION OF EXTREME SEA STATE

Eugenio Pugliese Carratelli
;
Ferdinando Reale;Pierluigi Furcolo;Fabio Dentale;Angela Di Leo
2020

Abstract

La stima della probabilità di tempeste estreme è uno dei problemi principali dellʹingegneria costiera e oceanica. Lo strumento comunemente usato è la curva SWH(Tr) che collega lʹaltezza dʹonda significativa al periodo di ritorno Tr; tale curva dipende dalla posizione del sito di interesse ed è ricavata attraverso una serie di procedure ben consolidate, basate su dati misurati o sintetici. Il limite principale di questo approccio è la lunghezza necessariamente limitata delle registrazioni dei dati dʹonda disponibili. Le stazioni di misura del moto ondoso più vecchie risalgono al massimo a 40 anni fa, e le registrazioni affidabili dei sistemi meteorologici e di modellizzazione delle onde sono ancora più brevi. Tali numeri sono inadeguati rispetto ai lunghi periodi di ritorno necessari per la progettazione e la valutazione della sicurezza delle strutture marittime: la stima dellʹinsieme di parametri di qualsiasi funzione SWH(Tr) basata su tali serie di dati è inevitabilmente affetta da una sostanziale incertezza. Unʹindicazione dellʹaffidabilità delle stime è tradizionalmente fornita dagli intervalli di confidenza, cioè dai limiti entro i quali si trova ‐ con una certa probabilità ‐ il valore di SWH con un determinato periodo di ritorno Tr: ciò non fornisce tuttavia unʹindicazione dellʹeffettiva probabilità, ma piuttosto la probabilità di una probabilità. Al fine di superare questa incertezza, viene qui suggerita e applicata una procedura per ricavare una probabilità corretta e un periodo di ritorno corretto, che tengano conto sia della probabilità derivante dalla funzione di distribuzione prescelta, sia dellʹerrore probabile nella scelta dei parametri. Dopo aver descritto brevemente l’approccio teorico, per risolvere numericamente il problema si è applicata una tecnica di Montecarlo ai dati di valore estremo ricavati dai dati di due boe ondametriche dell’ormai ex Rete Ondametrica Nazionale (RON) e di una lungo la Costa del Pacifico degli Stati Uniti gestita dal National Data Buoy Center (NDBC) della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).
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