Probability Forecast of the Caspian Sea Level Using Nonlinear and Linear Models
https://doi.org/10.15356/0373-2444-2016-6-59-66
Abstract
The article describes linear and nonlinear models of the Caspian Sea level. The possibilities of the linear model – a stationary autoregression of the first order – are analyzed: when generating the desired trajectories by random walks, it turns out divergent process with the ability of the forecast by no more than one step. The necessity of using nonlinear model consisting of, for example, polynomial regression and periodic components is substantiated. The main advantage of the proposed nonlinear model is the ability to scientifically calculate the probabilities of reaching a pre-selected level value. Examples of the calculation of the probability of reaching higher or lower levels compared with the 2010 level are given. The forecast for the average monthly values is given for one and two years.
About the Authors
I. A. Kozhevnikova
Moscow State University
Russian Federation
Russian Federation
V. I. Shveikina
Institute of Water Problems, Russian Academy of Science
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Абузяров З.К. Методика фонового прогноза уровня Каспийского моря на 6 лет. http://method.meteorf.ru
2. Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика. М.: Физматлит, 2006. 813 с.
3. Кожевникова И.А., Найденов В.И. Нелинейная стохастическая модель колебаний уровня Каспийского моря // Водные ресурсы. 1998. Т. 25. № 6. С. 661-670.
4. Кожевникова И.А., Швейкина В.И. Нелинейная динамика колебаний уровня Каспийского моря // Водные ресурсы. 2008. Т. 35. № 1. С. 313-320.
5. Музылев С.В. Теоретико-вероятностный анализ колебаний уровня замкнутого водоема // Водные ресурсы. 1980. № 5. С. 21-40.
6. Найденов В.И. Нелинейная модель колебаний уровня Каспийского моря// Математическое моделирование. 1992. Т. 4. № 6. С. 50-64.
7. Привальский В.Е. Колебания уровня бессточного водоема и их оптимальный вероятностный прогноз // Водные ресурсы. 1981. № 6. С. 5-21.
8. Теребиж В.Ю. Анализ временных рядов в астрофизике. М.: Наука, 1992.
9. Швейкина В.И., Кожевникова И. А. О вероятностях перехода уровня Каспия из одного состояния в другое на основе решения обратного уравнения Колмогорова // Водные ресурсы. 2008. Т. 35 № 1. С. 45-52.
10. Ширяев А.Н. Вероятность. М.: Наука, 1989. 638 с.
11. Яглом А. М. Введение в теорию стационарных случайных функций//УМН. 1952. Т. 7. Вып. 5(51). С. 3-168.
12. Knoke J.D. Testing for randomness against autocorrelated alternatives: the parametric case//Biometrika. 1975. Vol. 62. No. 3. P. 571-575.
Review
For citations:
Kozhevnikova I.A., Shveikina V.I. Probability Forecast of the Caspian Sea Level Using Nonlinear and Linear Models. Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya. 2016;(6):59-66. (In Russ.) https://doi.org/10.15356/0373-2444-2016-6-59-66
Views:
18028
Email this article 
