Temporal and spatial evolution of extreme events : complementary validations and use of HARMONIE data

Het middellange termijn WTI 2017 onderzoek richt zich op de ontwikkeling van technieken en methoden om tijd- en ruimte afhankelijke belastingen te bepalen en uiteindelijk te verdisconteren in de probabilistische omgeving van Hydra-Ring. In het projectplan SBW-HB 2012 is de visie van dit onderzoek en de manier waarop de doelstelling bereikt zou moeten worden uitgebreid belicht. Enerzijds wordt door Deltares gewerkt aan de ontwikkeling van een statistische methode om tijdreeksen van bestaande windvelden te extrapoleren. Anderzijds wordt in nauwe samenwerking met KNMI het atmosferisch model HARMONIE gevalideerd en toegepast om tijdreeksen van stormvelden te genereren. Toepassing van de statistische methoden, de opschalingsmethoden, op de tijdreeksen van stormvelden leidt tot tijdreeksen van extreme windvelden. Deze velden vormen de input voor hydrodynamische modellen, waarmee tijdreeksen van ruimtelijk verdeelde hydraulische belastingen kunnen worden bepaald. Om aan de behoefte van tijd- en ruimte afhankelijke HR te voldoen, zijn er in de afgelopen jaren opschalingsmethoden voor allereerst windvelden ontwikkeld, uitgewerkt, geïmplementeerd en deels gevalideerd. Het doel van deze studie is verdere validatie van de opschalingsmethoden op basis van de HARMONIE stormdata, met aandacht voor aspecten zoals a) respons op golven, b) relatief kleine watersystemen zoals het IJsselmeer en c) in tijd- en ruimtelijke karakteristieken van de opgeschaalde windvelden, in navolging op Caires and Van Nieuwkoop (2013). De studie bevat a) de vergelijkingen van de stormduurkarakteristieken van de opgeschaalde HARMONIE windvelden in het IJsselmeergebied met die van de oorspronkelijke HARMONIE tijdreeksen en de ECMWF ensemble seizoenverwachtingen (zoals in Caires and Van Nieuwkoop, 2013); b) de hindcast van IJsselmeergolven met de HARMONIE tijdreeksen en c) de validatie van de opschalingsmethode op basis van IJsselmeer golfkracht of golfbelasting. Beide grootheden zijn afhankelijk niet alleen van de kracht van de wind maar ook van de omvang (in ruimte) en duur (in tijd). De belangrijkste aanbeveling van deze studie is dat de opschalingsmethode bestaande uit een combinatie van de methode gebaseerd op max-stable processen theorie en een vaste factor verder gebruikt wordt in de bepaling van tijd- en ruimte afhankelijke extreme windvelden.