A critical estimation of data on extreme winds in Lithuania

Abstract

An assessment of data on wind storms recorded in Lithuania during the past 48 years is presented. Records of storms with the average wind speeds of at least 30 m/s are compiled into one data set and presented in the paper. Reliability and meteorological homogeneity of wind storm data is assessed. The extreme wind data is estimated in relation to an assessment of damage to the built environment. An exceedance of basic reference wind speeds and design wind speeds specified in Lithuanian loading code by extreme winds (large cyclonic storms) is detected. The annual exceedance frequency was found to be considerably higher than the frequency of once per fifty years declared in the code. The exceedance was also found to be relatively dangerous in terms of magnitude. It is suggested to analyze wind data by a separate treatment of fastest annual winds and hurricane winds. Two hurricane wind regions are proposed for the Lithuanian territory. Basic reference wind speeds for these regions are calculated by applying the approach of partial duration series of extreme wind records. The regionalisation of hurricane-prone parts of Lithuania led to a compilation of two small-size statistical samples of hurricane wind speeds, which can be applied to an assessment of risk posed by hurricanes.

Article in English.

Vėjo keliama žala aplinkai: kritinis duomenų apie ekstremalius vėjus Lietuvoje vertinimas

Santrauka. Nagrinėjami duomenys apie vėjo audras, kilusias Lietuvoje per pastaruosius 48 metus. Pateikiama duomenų apie vėjo audras, kurių vidutinis vėjo greitis buvo ne mažesnis kaip 30 m/s. Įvertinamas duomenų patikimumas ir meteorologinis homogeniškumas. Duomenys apie vėjo audras analizuojami vertinant tokių audrų galią sukelti užstatytos aplinkos pažeidimus. Nustatyta, kad ekstremalūs vėjai (didelės cikloninės audros) daugelį kartų viršijo bazinius atskaitinius ir projektinius vėjo greičius, apibrėžtus anksčiau Lietuvoje galiojusių ir dabar galiojančių projektavimo normų. Atskaitinių ir projektinių vėjo greičių viršijimai daug dažnesni nei normose nustatomas vieno karto per 50 metų dažnis. Atskaitinių ir projektinių vėjo greičių viršijimas taip pat yra gana pavojingas. Siūloma ekstremalius vėjo greičius analizuoti atskirai nagrinėjant metinius vėjo greičio maksimumus ir duomenis apie uraganinius vėjus. Lietuvos teritoriją siūloma dalyti į tris zonas, iš kurių dvi turėtų būti laikomos uraganinių vėjų zonomis. Baziniai atskaitiniai vėjo greičiai šiose zonose skaičiuojami taikant dalinės trukmės sekų metodiką. Uraganinių vėjų zonųįvedimas leido suformuoti dvi mažo dydžio statistines imtis, kurių elementai yra uraganinio vėjo greičio matavimų duomenys. Šias imtis siūloma taikyti vertinant uraganų sukeliamą riziką.

Reikšminiai žodžiai: vėjo parametrai, štormas, uraganas, dalinės trukmės seka, vėjo apkrova, vėjo zona.

Повреждения окружающей среды, вызываемые ветром: критическая оценка данных по экстремальным ветрам в Литве

Резюме. Рассматривается оценка повреждений, которые могут быть причинены природной и застроенной среде экстремальными ветрами. Внимание сосредотачивается на ветровых штормах, наблюдавшихся в Литве за последние 48 лет. В статье представлены данные о штормах со средней скоростью ветра не менее 30 м/с. Оценивается надежность и метеорологическая однородность данных по экстремальным ветрам. Данные анализируются в свете их применения к оценке потенциальных повреждений застроенной среды. Установлено, что экстремальные ветра, создаваемые большими циклонами, во много раз превышали нормативные и расчетные значения скоростей ветра, установленные нормами проектирования, применявшимися в предыдущие годы и применяемыми в Литве в настоящее время. Частота превышения нормативных и расчетных значений значительно превышает декларируемую настоящими нормами одноразовую частоту за 50 лет. Степень превышения нормативных и расчетных значений скорости ветра также является достаточно опасной. Предлагается раздельный анализ данных по годовым максимумам скоростей ветра и данных по ураганам. Вводятся три зоны территории Литвы, две из которых следует рассматривать как зоны возможных ураганов. Нормативные значения скорости ветра в этих зонах определяются при помощи метода последовательностей частичной продолжительности. Введение зон ураганных ветров позволило сформировать две статистические выборки, включающие в себя относительно небольшое количество ураганных скоростей ветра. Предлагается использовать эти выборки для оценки риска, создаваемого ураганами.

Ключевые слова: ветровые данные, шторм, ураган, последователъностъ частичной продолжителъности, ветровая нагрузка, ветровая зона.

Keyword : wind data, wind storm, wind damage, hurricane, partial duration series, wind loading, wind region