Discussiemiddag Tijdreeksanalyse in Milieutoepassingen

Tijdreeksanalyse in milieutoepassingen
Op donderdag 15 mei organiseerde de werkgroep Tijdreeksanalyse van de NHV weer een discussiemiddag. Het thema van de middag was “Tijdreeksanalyse in milieutoepassingen”. Doel van de middag was om te leren van de wijze waarop in andere milieutoepassingen gebruik wordt gemaakt van tijdreeksanalyse. Hans Visser van het Planbureau van de Leefomgeving (PBL) heeft daarvoor een zeer interessante presentatie gegeven rondom het onderwerp Multiple Regressie. Hij gaf voorbeelden van tijdreeksanalyses die relaties hebben met hydrologie. Hieronder is de wervende samenvatting van de presentatie van Hans opgenomen. In het tweede deel van de middag was er ruimte voor vragen en discussie over dit of andere onderwerpen.

Wanneer:
donderdag 15 mei, tussen 14:00 - 16:30
Waar:  
Hoofdkantoor Grontmij, Landhuis Houdringe, Expozaal
De Holle Bilt 22, 3732 HM De Bilt.

Programma
14:00 – 15:00 Presentatie Hans Visser (PBL), inclusief vragen, discussie (bijbehorend artikel I en artikel II)
15:00 – 15:15 pauze
15:15 – 15:45 discussie - stelling van de maand
15:45 – 16:15 vragenronde
16:15 – 16:30 uitloop, evaluatie, afronding

Frans van Geer (TNO / Universiteit Utrecht) was gedurende de middag discussieleider en naast hem waren weer een aantal andere gerenommeerde specialisten aanwezig die graag hun kennis en inzichten met de aanwezigen hebben gedeeld en zich tegelijkertijd graag uit lieten dagen door problemen en vragen vanuit de praktijk. Van de middag is een verslag gemaakt.

Samenvatting van de lezing door Hans Visser, Planbureau voor de Leefomgeving (PBL) Titel: Al het moois van Multiple Regressie en dan ook nog flexibel: kan dat?

Multiple regressie is misschien wel de meest toegepaste modelleringstechniek in milieutoepassingen. Als het IPCC in zijn nieuwste rapport de wereldgemiddelde temperatuur laat zien van 1850 tot en met 2012, met een trend daarin, dan gebruiken ze de OLS lineaire trend. Als onderzoekers trends bepalen in de oude meetreeksen van waterhoogtes, dan gebruiken zij lineaire trends of OLS parabool-fits. Als daarin ook een drakencyclus zit van 18,6 jaar, dan kunnen sinus-functies worden toegevoegd. Als daar dan ook nog verklarende variabelen aan toegevoegd moeten worden zoals indices voor de NAO, de PDO of de ENSO, dan kan dat ook. Alle schattingen gaan gepaard met onzekerheden. Ideaal.

Alleen, een lineaire lijn is niet altijd geschikt. En de weegfactor voor de NAO hoeft niet 100 jaar lang constant in de tijd te zijn. En de vorm van een periodiek signaal in de data hoeft niet persé sinusvormig te zijn, en bovendien niet over 100 jaar dezelfde vorm te hebben. Hoe kan Multiple Regressie uitgebreid worden naar meer flexibiliteit? Zulke uitbreidingen kunnen met Structurele Tijdreeksmodellen (STMs), in combinatie met het Kalmanfilter. In deze lezing ga ik in op modellen voor flexibele trends, cycli die in vorm mogen veranderen en regressors die een tijd-variabele weegfactor bezitten. In alle gevallen blijft onzekerheidsinformatie behouden. Ik zal ook aandacht besteden aan een theoretische uitbreiding van deze modellen waarbij puntsgewijze onzekerheidsintervallen vervangen kunnen worden door simultane onzekerheidsintervallen.

Hans zal een reeks van voorbeelden geven uit de praktijk, met nadruk op hydrologie. Voorbeelden zijn (i) trends in watertemperaturen bij Lobith 1910-2013, (ii) kans op een Elfstedentocht over de periode 1901-2014, met een uitkijk naar 2050, (iii) P- en N- concentraties in oppervlaktewater en (iv) trends, cycli en verklarende variabelen in zeer oude metingen voor waterhoogten, zoals Den Helder over de periode 1870-2012. Naast deze toepassingen zal ik ingaan op mijn publicatie-plezier en publicatie-leed met deze modellen. Hoe kan je met één artikel zelfs het Acht-uur-journaal halen, terwijl een ander artikel keer op keer afgewezen wordt?