Detailansicht

The danger of Tornadoes in the United States
a spatial and temporal analysis of Tornado touchdown points using geographic information systems and spatiotemporal statistics
Philip Glasner
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Betreuer*in
Michael Leitner
Volltext herunterladen
Volltext in Browser öffnen
Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
DOI
10.25365/thesis.14241
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29920.07896.908469-8
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Die vorliegende Diplomarbeit soll der retrospektiven Analyse von Tornados in den Vereinigten Staaten von 1950 bis 2009 beitragen. Die räumliche und zeitliche Analyse wird unter der Verwendung von Geographischen Informationssystemen (GIS) und raumzeitlichen Statistiken durchgeführt. Zu Beginn wird ein umfangreicher Überblick über der Entstehung und die Struktur von Tornados geboten, dem vorangegangene Studien über die Tornadoaktivität in den Vereinigten Staaten folgen. In Kapitel 2 werden der für die Analyse verwendete Datensatz und Methoden zur Analyse des Datensatzes vorgestellt. Verschiedene Kartierungstechniken werden im Sinne einer Einsetzbarkeit in der räumlichen Clusteranalyse diskutiert. Im Anschluss daran werden die Grundlagen von räumlichen und raumzeitlichen Statistiken erörtert. Das Kapitel schließt mit der Vorstellung von vier gewählten Statistiken und deren Anwendung in der raumzeitlichen Analyse. Der Fokus wurde hierbei auf Statistiken gesetzt, die in frei verfügbaren Softwarepaketen enthalten sind. In der räumlichen und zeitlichen Analyse von Tornados werden die Kerndichteschätzung, die Nächste Nachbar Hierarchische Clusterungtechnik, der Lokale Moran’s I als Local Indicator of Spatial Association (LISA) und das raumzeitliche Permutationsmodell als raumzeitliche Scan Statistik verwendet. Es werden der gesamte Datensatz, Tornados gegliedert nach der F-Skala, monatliche Maxima in der Tornadointensität und die Anzahl von Personen, die während eines Tornados verunglückt sind, analysiert, wobei eine Kombination von den statistischen Methoden herangezogen wird. Die erhaltenen Ergebnisse von den verschiedenen angewendeten Techniken werden folglich zuerst untereinander als auch zu den Ergebnissen vorangegangener Studien verglichen. Generell gleichen die in dieser Diplomarbeit erhaltenen Ergebnisse der räumlichen Analyse der Tornados den Resultaten vorangegangener Studien. Höhere Konzentrationen von Tornados, welche in vorangegangenen Studien unentdeckt blieben, wurden im Süden der Vereinigten Staaten, speziell in Mississippi und Florida, gefunden. Da frühere Studien keine zeitlichen Veränderungen in räumlichen Mustern behandelt haben, sind diese Ergebnisse in dieser Diplomarbeit sehr aufschlussreich. Erhöhte Tornadointensitäten zwischen zwei definierten Zeiträumen wurden in der Nähe von Denver, CO, Houston, TX, und St. Petersburg, FL, identifiziert. Verminderte Intensitäten von signifikanten Tornados (die als F2 oder höher klassifiziert wurden) wurden in der Region der Great Plains, besonders im nördlichen Texas und Oklahoma, aufgezeichnet.
Abstract
(Englisch)
This diploma thesis contributes to the retrospective analysis of tornado occurrences in the United States from 1950 to 2009. The spatial and temporal analysis is carried out with Geographic Information Systems (GIS) and spatiotemporal statistics. At the beginning an extensive overview about the genesis and composition of tornadoes is given, followed by a comprehensive discussion of previous studies about tornado occurrences in the United States. Data and the methodology that will be used for the analysis are the content of Chapter 2. Different mapping principles are presented and compared for the suitability in spatial cluster analysis. Then, the basics of spatial and temporal statistics are discussed. The chapter concludes with the presentation of four selected spatial and spatiotemporal statistics and how they can be applied for a space-time analysis of events. The focus of discussion in Chapter 3 is on spatial and spatiotemporal statistics that are available in open source software packages. For the spatial and temporal analysis of tornado touchdown points the kernel density estimation technique, the Nearest Neighbor Hierarchical Clustering (NNHC) routine, the Local Moran’s I as Local Indicators of Spatial Association (LISA) method, and the space-time permutation model as space-time scan statistic are applied. The entire tornado dataset, tornadoes by F-Scale, monthly maxima in tornado occurrences, and tornado fatalities are being analyzed by using a combination of these statistical techniques. Finally, the results from the different statistics are compared with each other and with related studies. In general, the results of the spatial analysis of tornado touchdown points in this thesis show similar outcomes compared to previous studies. Higher concentrations of tornado occurrences which have not been detected in previous studies can be found in the south of the United States, especially in Mississippi and Florida. Since the previous studies did not contain temporal variations of tornado patterns, these new results in this thesis are very insightful. High increases in tornado intensity between two defined time periods have been detected around Denver, CO, Houston, TX, and St. Petersburg, FL, whereas decreases in the intensity of significant tornadoes (rated F2 and higher) have been identified in the area of the Great Plains, especially in northern Texas and Oklahoma.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
tornado GIS spatial statistics spatiotemporal statistics
Schlagwörter
(Deutsch)
Tornado GIS räumliche Statistik raumzeitliche Statistik
Autor*innen
Philip Glasner
Haupttitel (Englisch)
The danger of Tornadoes in the United States
Hauptuntertitel (Englisch)
a spatial and temporal analysis of Tornado touchdown points using geographic information systems and spatiotemporal statistics
Paralleltitel (Deutsch)
Die Gefahr der Tornados in den Vereinigten Staaten
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
137 S. : Ill., graph. Darst., Kt.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Michael Leitner
Klassifikationen
38 Geowissenschaften > 38.84 Meteorologie: Sonstiges ,
74 Geographie > 74.25 Nordamerika ,
74 Geographie > 74.48 Geoinformationssysteme
AC Nummer
AC08536374
Utheses ID
12780
Studienkennzahl
UA | 455 | | |
Universität Wien, Universitätsbibliothek, 1010 Wien, Universitätsring 1