2.6 Sturm
System Nordsee
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und Verlauf Abb. 2-24,5.95 zu entnehmen sind. Die Gammaverteilung stellt über wei
te G*-Bereiche eine brauchbare theoretische Approximation der eCDF dar, führt aber
insbesondere im NCEP-Fall zu einer Überschätzung der empirischen Sturmquantile
(s. a. Tab. 2-15).
Abb. 2-23: UKMO vs. NCEP: Gesamtanzahl jährlicher Sturmtage für einen Schwellwert G* von
30 hPa. Die Mittelung der SLP-Daten über 4 Tagestermine im NCEP-Fall verursacht eine
systematische Unterschätzung von Stürmen um -27% gegenüber UKMO (nur OZ-Termin).
Das Verschwinden des Offset ab 2002 weist auf eine Inhomogenität der UKMO-Daten hin.
Fig. 2-23: UKMO vs. NCEP: Total number ofannual gale days for threshold G* = 30 hPa. The sys-
tematic offset of -27% in NCEP storm frequency vanishes after 2001 thus disclosing an
inhomogeneity in the UKMO dataset. The offset results from the fact that NCEP-SLPs are
dailymeans of4 States (0,6, 12 & I8Z), while UKMO-SLPs reflect the state at OZ, only.
Eine verbesserte Schätzung der Sturmquantile wurde mittels des sog. >Peak-Over-
Threshold< Verfahrens (POT, Simiu und Heckert 1996, Palutikof et al. 1999) durch
Anpassung der Verallgemeinerten Paretoverteilung (GPD) an den rechten Verteilungs
schwanz - hier die höchsten 15 % der G*-Daten - erreicht. Der recht hohe Prozentsatz
mit zugehörigen Überschreitungsquantilen 0 = 27,2 (UKMO) bzw. 25,9 hPa (NCEP)
ist dabei der Notwendigkeit geschuldet, diesen oberhalb der Überschreitungswahr
scheinlichkeiten für die abzuschätzenden Sturmschwellwerte anzusetzen (Abb. 2-24,
S.95). Außer durch den den Definitionsbereich einschränkenden Parameter 0 ist
die GPD (wie die Gammaverteilung, die zum Anziehungsbereich der Gumbelvertei-
lung gehört) durch einen Skalierungs- (c) und Formparameter (k) definiert. Als sog.
Schwanzindex charakterisiert k die Natur des Schwanzverhaltens der in der GPD ver
einigten drei Verteilungsfamilien, nämlich neben den Exponentialverteilungen (k = 0)
die flacher abfallenden, schwerschwänzigen Pareto- (k < 0) und die steiler abfallen
den Pareto-Typ-2-Verteilungen (k > 0). Diese korrespondieren in der angegebenen
Reihenfolge und unter geeigneten Voraussetzungen (Hosking und Wallis 1987) mit
den Fisher-Tippett Typen I bis III der Verallgemeinerten Extremwertverteilung (GEV,
Jenkinson 1955), die als Gumbel-, Frechet-, und negative (am Lageparameter gespie
gelte) Weibullverteilungen bekannt sind.