Détection anomalie de temperature a court terme

[miya]

Bonsoir ,

J'ai une question plutôt recherche,

Existent-ils des modèles mathématique pour qualifier la température comme normal pour un lieu et/ou saison donnée ou température anormale pour autres (détection d'une anomalie).

vous allez me dire moyenne saisonnière oui c'est une moyenne à long terme c'est a dire faut une grande base de données pour en détecter ça ma question donc comment peut en définir ça a court terme mathématiquement.

Merci

[sebb]

Bonsoir,

il est possible d'utiliser la fonction condition sur excel, ou la fonction elif sur Python, mais peut être que certains fan de climato ici pourront te fournir leur base déjà réglée.

ps: petite feute dans le titre^^

[TreizeVents]

Tout dépend de ce que tu appelles une "température anormale", et du genre de série que tu comptes utiliser (la température d'une seule et unique station, la moyenne de plusieurs stations, une série de température à l'échelle d'un pays voire du globe) ?

En tout état de cause, je serais tenté de te dire que le meilleur outil mathématique pour juger de "l'anormalité" ou non d'une valeur X en climatologie c'est de travailler avec l'écart type (ou déviation standard ou sigma). Très souvent, en tous cas au moins pour les séries de températures, on se rend compte à quelque chose près que :

- Une valeur présentant un écart à la moyenne inférieur à l'écart type (ou sigma) est banale,

- Une valeur présentant un écart compris entre une et deux fois l'écart type est modérément courante,

- Une valeur présentant un écart compris entre deux et trois fois l'écart type commence a être remarquable,

- Une valeur présentant un écart compris entre trois et quatre fois l'écart type est exceptionnelle,

- Une valeur présentant un écart supérieur à quatre fois l'écart type est historique et très rare.

Pour donner quelques exemples concrets et se rendre compte de ce dont on parle, août 2003 en France c'est 3,8 écarts type par rapport à tous les mois d'août depuis le début des années 1950, tout comme février 1956 qui pointe aussi à 3,8 écarts type de la moyenne des mois de février depuis la même période. Cela montre à quel point de seuil de 4 sigmas peut être considéré comme "une frontière".

De mémoire, il me semble que l'on avait atteint les 6 sigmas en mars 2012 en Amérique du Nord (le fameux "march madness" où des régions entières ont battu les records de chaleur d'avril et parfois même approché ceux d'un mois de mai). Mais c'est le seul épisode que je connaisse qui ait atteint une telle intensité.

[miya]

Merci d'avoir prie le temps de me lire et répondre,

J'explique davantage ,au fait je suis pas métrologue,je travail sur la cartographie et j'utilise des données météo pour mes applications.

Je possède plusieurs stations météo pour plusieurs paramètre métrologique ,je suis sensée de représenter ses données là sur une carte géographique par une méthode que je défini.

température anormale ,je veux dire par ça que sur un endroit donnée si la température dépasse un seuil veut dire y a quelque chose y a une anomalie.

ce que je veux c'est définir se seuil la mathématiquement comment peut on fixé pour les prises de température journalière (a court terme).

par exemple dire qu'il fait chaud dans une région désert c'est connu et courant, mais si on détecte un froid est beaucoup plus intéressant.

merci/user/2200-treizevents/'> TreizeVents pour vos piste je vais les étudier un par un.

[miya]

Tout dépend de ce que tu appelles une "température anormale", et du genre de série que tu comptes utiliser (la température d'une seule et unique station, la moyenne de plusieurs stations, une série de température à l'échelle d'un pays voire du globe) ?

En tout état de cause, je serais tenté de te dire que le meilleur outil mathématique pour juger de "l'anormalité" ou non d'une valeur X en climatologie c'est de travailler avec l'écart type (ou déviation standard ou sigma). Très souvent, en tous cas au moins pour les séries de températures, on se rend compte à quelque chose près que :

- Une valeur présentant un écart à la moyenne inférieur à l'écart type (ou sigma) est banale,

- Une valeur présentant un écart compris entre une et deux fois l'écart type est modérément courante,

- Une valeur présentant un écart compris entre deux et trois fois l'écart type commence a être remarquable,

- Une valeur présentant un écart compris entre trois et quatre fois l'écart type est exceptionnelle,

- Une valeur présentant un écart supérieur à quatre fois l'écart type est historique et très rare.

Pour donner quelques exemples concrets et se rendre compte de ce dont on parle, août 2003 en France c'est 3,8 écarts type par rapport à tous les mois d'août depuis le début des années 1950, tout comme février 1956 qui pointe aussi à 3,8 écarts type de la moyenne des mois de février depuis la même période. Cela montre à quel point de seuil de 4 sigmas peut être considéré comme "une frontière".

De mémoire, il me semble que l'on avait atteint les 6 sigmas en mars 2012 en Amérique du Nord (le fameux "march madness" où des régions entières ont battu les records de chaleur d'avril et parfois même approché ceux d'un mois de mai). Mais c'est le seul épisode que je connaisse qui ait atteint une telle intensité.

Bonjour je reviens a vous après a bon moment,

Bon je voulais plus de précision au faite la moyenne qu'on peut comparer avec, est ce qu’il s'agit de la moyenne saisonnière, ou n'importe quel moyenne journalière dans un Temps t?

merci pour votre réponse.

[miya]

Merci d'avoir prie le temps de me lire et répondre,

J'explique davantage ,au fait je suis pas métrologue,je travail sur la cartographie et j'utilise des données météo pour mes applications.

Je possède plusieurs stations météo pour plusieurs paramètre métrologique ,je suis sensée de représenter ses données là sur une carte géographique par une méthode que je défini.

température anormale ,je veux dire par ça que sur un endroit donnée si la température dépasse un seuil veut dire y a quelque chose y a une anomalie.

ce que je veux c'est définir se seuil la mathématiquement comment peut on fixé pour les prises de température journalière (a court terme).

par exemple dire qu'il fait chaud dans une région désert c'est connu et courant, mais si on détecte un froid est beaucoup plus intéressant.

merci/user/2200-treizevents/'> TreizeVents pour vos piste je vais les étudier un par un.

Bonjour,

je reviens vers vous,

je voulais juste savoir est ce que on peut comparer avec la moyenne journalière ou il faut comparer le sigma avec la moyenne saisonnière? sachant que je ne possède pas d'une grande base de donnée pour calculer cette moyenne je possède que la valeur du jours pour plusieurs stations.

[TreizeVents]

Dans l'absolu, le sigma peut s'utiliser pour n'importe quel type de valeur (température quotidienne, température moyenne sur X jours). Mais dans la mesure où si j'ai bien compris votre objectif est de trouver une manière de déterminer si une valeur à l'instant T peut ou non être considérée comme aberrante, je pense que le meilleur outil que vous pouvez utiliser est l'écart type des valeurs quotidiennes de température minimale et maximale du jour donné.

Je vais vous donner un exemple concret, ce sera probablement plus compréhensible qu'un long discours. Dans cet exemple, je vais essayer de délimiter les seuils de ce qui pourrait être une température aberrante à Besançon un 4 février.

Ici, je vais donc travailler sur les écarts types des valeurs quotidiennes historiques de cette station. Après, je ne sais pas quelle est la quantité de données dont vous disposez, mais déjà un élément qui peut être utile pour travailler sur davantage de données c'est d'élargir votre calcul sur, par exemple, 21 jours. Dans mon cas, je ne vais donc pas travailler uniquement avec les valeurs relevées les 4 février, mais toutes celles relevées entre les 25 janvier et les 14 février. Cela permet d'augmenter le nombre de valeurs prises en compte, sans dénaturer le résultat (les valeurs d'un 14 février, même si elles vont être en moyenne plus douces que celles du 4, ne vont pas être non plus significativement différentes : un 31° ou un -42° sont aussi improbables à chacune de ces deux dates). En utilisant des données depuis 1950, cela me fait un échantillon de 1176 températures minimales et 1176 températures maximales prises en compte, c'est largement suffisant pour faire quelque chose qui sera déjà bien efficace pour l'objectif recherché.

Donc, voici mes résultats :

- Température moyenne minimale sur la période 25/01 - 14/02 : -0,4°

- Écart type sur les valeurs quotidiennes de températures minimales : 4,7°

- Température moyenne maximale sur la période : 6,1°

- Écart type sur les valeurs quotidiennes de températures maximales : 4,9°

Un seuil de détection qui serait fixé à trois écarts type aurait comme paliers [-14,5° ; 13,7°] pour les minimales et [-8,6° ; 20,8°] pour les maximales ; pour le simple contrôle de valeurs horaires on peut donc concaténer à [-14,5° ; 20,8°].

Après comme cela a été dit plus haut, des valeurs dépassant les trois écarts type cela arrive même si c'est très rare ; dans le cas de Besançon on a par exemple seulement 20 cas sur 2352 valeurs.

Avec un seuil qui serait fixé à 4 écarts types, cas rarissime, on n'aurait plus que 2 valeurs qui sortent des paliers sur 2352 valeurs, et c'est lors de l'extraterrestre février 1956.

Même si vous ne disposez pas de beaucoup de données d'archives, il faut savoir que sur le site de l'ECA vous pouvez télécharger des données quotidiennes de températures minimales et maximales depuis les années 1950 voire au delà pour une trentaine de stations en France. Cela peut être utile, si vous trouvez une ou deux stations assez proches et assez similaires aux vôtres, d'utiliser ces données pour faire des comparaisons. Si par exemple la station pour laquelle vous voulez déterminer des seuils se trouve dans un village de Mayenne, vous pouvez aller jeter un œil aux valeurs de la station du Mans : si une valeur est aberrante au Mans à telle période de l'année, il est évident qu'elle ne va pas être davantage courante en Mayenne à 100 kilomètres de là.

[miya]

Bonjour/user/2200-treizevents/'> TreizeVents merci beaucoup pour votre réponse,

donc pour détecter un seuil 4 février on doit étudier les valeurs entre 25janvier et 14 janvier.

mon problème c'est que je dois détecter le seuil en temps réel, c-a-d

j'explique:

si j'ai une ensemble de valeur de température de 10 janvier jusqu’à hier 04 février,j'ai la moyenne et l'écart type .

aujourd'hui je reçois une valeur a instant t : soit V

est ce que dans ce cas la je peux déterminer si elle est aberrante ou pas sans avoir des valeurs qui suit ?

est ce que on peut déterminer un nouveau écart type en fonction de l'ancien écart type et la nouvelle valeur V?

je vous remercie infiniment pour votre précieux aide.

[Fantomon]

Tu peux faire la moyenne à chaque heure précise tu auras autant de valeurs pour chaque heure (Même si ça fait plein de données).

Exemple: pour le 4 Février, tu fais du 25 Janvier au 14 Février la moyenne pour 14h15 (Exemple), et après tu calcules l'anomalie.

[miya]

merci fantomone c'est une très bonne idée merci bcp