풍속과 최대파고의 최적 코풀라 함수 연구 (A study on the optimal copula function for wind speed and wave height around the Korean Peninsula)

서지정보

· 발행기관 : 한국데이터정보과학회
· 수록지 정보 : 한국데이터정보과학회지 / 34권 / 3호 / 409 ~ 419페이지
· 저자명 : 신이레, 박은식

초록

풍속은 해양에서 중요한 기상요소이다. 바람이 강하고 지속될수록 파랑의 발달에 영향을 미친다. 파랑 예측기술을 높이기 위해서는 풍속과 파고의 종속성을 모델링하는 것이 필요하다. 코풀라 함수는 변수 간의 종속성을 모델링하면서 개별 변수의 분포 특성을 유지할 수 있다. 본 연구에서는 한반도 주변해역 6개 지점 (덕적도, 칠발도, 동해, 포항, 마라도, 외연도)에 대해 월 최대파고와 풍속의 종속성을 코풀라 함수를 통해 살펴보았다. 월 최대파고와 풍속은 지점 관측일부터 2022년까지 수집된 해양부이관측 일 자료를 이용하였다. 지점별 월 최대파고와 풍속에 대한 주변부 확률을 추정한 후, 순위 기반 의사자료 (pseudo data)를 이용하여 두 변수 사이의 상관관계를 추정하였다. 지점별 월 최대파고와 풍속의 최적 코풀라 함수를 선정하기 위해 의사최대우도법으로 모수를 추정하여 적합도 검정을 수행하였다. 그 결과, t코풀라 (덕적도, 외연도), frank코풀라 (칠발도, 마라도), normal코풀라 (동해, 포항)가 선정되었다.

영어초록

Wind speed is an important meteorological factor in the ocean, as it affects the development of waves, particularly as wind strength increases and persists. To improve wave forecasting it is necessary to model the dependence between wind speed and wave height. Copula functions can model the dependence between variables while maintaining the distributional characteristics of individual variables. In this study, we examined the dependence of monthly maximum wave height and wind speed at six locations in the seas surrounding the Korean Peninsula (Deokjeokdo, Chilbal do, Donghae, Pohang, Marado, and Oeyeondo) using copula functions. We used daily ocean buoy observation data collected from each location from observation dates to 2022. We estimated the marginal probability of monthly maximum wave height and wind speed for each location and estimated the correlation between the two variables using rank-based pseudo data. We selected the optimal copula function for each location's monthly maximum wave height and wind speed by estimating the parameters using the pseudo maximum likelihood method and performing a goodness-of-fit test. As a result, t-copula functions were selected for Deokjeokdo and Oeyeondo, frank-copula functions were selected for Chilbaldo and Marado, and normal-copula functions were selected for Donghae and Pohang.

참고자료

· 없음