重现期

✍ dations ◷ 2025-11-06 08:09:06 #重现期

重现期,或称重现期距,是指大于等于某强度的洪水、地震、山崩、干旱等自然灾害发生的平均时间间隔,通常基于历史数据资料,经过统计分析得出。重现期除了可以表示自然灾害出现的频率,也可以用来衡量自然灾害的量级。

“T年洪水”(英语:T-year flood)实际上是指洪水的重现期为T年,亦即在较长的时间跨度下每年发生的概率是1/T。T年洪水也常被称作“T年一遇的洪水”,但这种称呼是否合适存在争议。

一个灾害的重现期为T年,并不表示每T年必然会发生一次,而是表示在很长的一段时间内,这个灾害每年的发生率是1/T,如重现期为100年的灾害即是指每年发生的概率是1%,但两次发生之间间隔的年份可能相差很大。

通常认为超定量的自然灾害服从泊松分布。其概率密度函数如下:

其中 r {displaystyle r} 是事件发生的次数, t {displaystyle t} 是给定的时间段, T {displaystyle T} 是重现期, μ = 1 / T {displaystyle mu =1/T} 是事件发生概率。

在给定时间段 t {displaystyle t} 内,事件一次都不发生的概率可将 r = 0 {displaystyle r=0} 代入上式得出

从而事件发生一次的概率为

值得注意的是,将 t = T {displaystyle t=T} 代入上式可得,对于重现期为T年的事件,在T年内发生至少一次的概率为

而泊松分布的期望是

代入 t = T {displaystyle t=T} 即可得对于重现期为T年的事件,在T年内发生次数的期望为1。

也可以使用二项分布进行估计,其概率密度函数如下:

其中 r {displaystyle r} 是事件发生的次数, t {displaystyle t} 是给定的时间段, T {displaystyle T} 是重现期, μ = 1 / T {displaystyle mu =1/T} 是事件发生概率。但须注意到,当 T {displaystyle T} 较大时, μ {displaystyle mu } 较小,事件概率较低。若此时给定的年数 t {displaystyle t} 也很大时,二项分布实际近似一个参数为 t / T {displaystyle t/T} 的泊松分布。因此用上式计算出的“百年”事件在100年内至少发生一次的概率会和用泊松分布算出的结果十分接近。

直接计算也可得 t {displaystyle t} 时间内事件发生一次的概率为

在T和t都较大时,上式可近似为泊松分布的结果 1 e t / T {displaystyle 1-e^{-t/T}}

同样,二项分布的期望为 t / T {displaystyle t/T} ,表明重现期为T年的事件在T年内发生次数的期望为1。

德国帕绍段多瑙河自1501年至2013年的洪水历史记录表明两次同量级的洪水实际发生的时间间隔波动相当大。自1501年至2013年,50年洪水的重现期最短4年,最长192年,仅有半数重现期落在误差50%以内的25年至75年区间内。类似地,自1955年至2007年,5年洪水重现期最短仅5个月,最长则为16年,同样仅有半数重现期落在2.5年至7.5年区间内。

重现期主要根据时间比较长的历史记录来推算。但很多地区的统计数据涵盖年限不足以涵盖百年甚至千年(如中国大陆大多数城市在20世纪50年代才有气象数据),也难以剔除偶然项,故一般采用统计建模的方式推算重现期。常用的概率分布有皮尔逊第三型分布(英语:Pearson_distribution#The_Pearson_type_III_distribution)、耿贝尔分布(英语:Gumbel_distribution)、指数分布、韦伯分布等。

中国中央气象台首席预报员陈涛回应“郑州暴雨千年一遇”的说法时,介绍说“千年一遇”是指科学上的重现期,重现期靠推算得出,仅表示数学上的概率,在没有可靠有效的长时记录之前,很难谈论“千年一遇”。也有媒体质疑称“千年一遇”可能是一种将灾难无限放大从而逃避责任的托词。另外还有媒体表示使用“T年一遇”的人士本意是为了凸显事件的严重程度,但因为对“T年一遇”的误解会将事件等级进一步夸大。

重现期除了可以描述自然灾害发生概率外,还可以反映自然灾害的强度。在工程建设、城市规划中也常以重现期推算出的强度来制定设计标准。如三峡工程中宜昌站不同重现期的洪水流量:十年洪水流量为56,700立方米/秒,二十年洪水流量为72,300立方米/秒,百年洪水流量为83,700立方米/秒,千年洪水流量为98,800立方米/秒,万年洪水流量为113,000立方米/秒,可能最大洪水的洪水流量为120,000~127,000立方米/秒,工程的设计标准可正常应对千年洪水;校核标准可抵御万年洪水再加10%;行洪防洪能力方面,在百年洪水面前,还可以保护下游河段的安全。

相关

  • 原虫传染原虫传染是指由以前归类于原生动物界的生物引起的寄生虫病。传统上统称为“原生动物”的物种彼此之间并不密切相关,只有表面上的相似性(如都是真核生物和单细胞生物,具有移动性
  • 分类学分类学(英语:Taxonomy)是一门进行分类的方法与科学,源于希腊文的.mw-parser-output .Polytonic{font-family:"SBL BibLit","SBL Greek","EB Garamond","EB Garamond 12","Foulis
  • 生物统计生物统计学(有时也称生物计量学)是统计学的原理和方法在生物学研究中的应用,是一门应用数学,最常见的是应用于医学。在生物学、医学、农学等的研究中,合理地进行调查或实验设计,科
  • 国务卿美国国务卿(United States Secretary of State),直译为美国国务秘书,是美国国务院的首长,同时为美国内阁成员,主管美国外交事务,代表美国总统执行对外政策,相当于美国外交部长,其地位
  • 2019冠状病毒病马来西亚病例简表本条目列出2019冠状病毒病在马来西亚确诊的病例简表。该简表为确诊摘要,病例详细内容请参见确诊/痊愈时间表。注:以下数据截至3月12日,其后之数据因卫生部无提供详细数据而不予
  • 伟大的卫国战争 (称呼)伟大的卫国战争(俄语:Вели́кая Оте́чественная война́,转写:Velikaya Otechestvennaya voyna),是苏联绝大部分成员国对1941-45年苏德战争的称呼,概念
  • 乔纳斯·施戴尔马什克乔纳斯·施戴尔马什克(Jonasz Stelmaszyk,1985年4月23日-),是一名出生于波兰华沙的帆船运动员。
  • 杨英 (台湾)杨英(生卒年不详)是郑森的部将,为户都事之职。郑经执政时期,为户官之职。杨英将跟随郑森征战时的经过挨年逐月地纪录下来,是为《先王实录》(今已亡佚过半,但仍为关于郑成功最重要的
  • 于法开于法开,剡县(今浙江嵊县)人,晋代医家。师从于法兰,精医术,自称祖述“耆婆”。曾在路途中治难产孕妇,以羊肉羹及针术治难产,不久胎儿娩出。好佛法,与支道林争即色空义,时人多倾向支道林
  • 洛德韦克·亨德里克 (拿骚-迪伦堡)洛德韦克·亨德里克(荷兰语:Lodewijk Hendrik,1594年5月9日-1662年7月12日),拿骚-迪伦堡(荷兰语:Nassau-Dillenburg)亲王,拿骚王朝的成员。1615年,洛德韦克·亨德里克与塞恩-维特根施泰