Oferta przyjęcia na doktoranckie, środowiskowe Interdyscyplinarne

Oferta przyjęcia
na doktoranckie, środowiskowe Interdyscyplinarne Studia Polarne
w ramach Centrum Studiów Polarnych, Krajowy Naukowy Ośrodek Wiodący (KNOW)
Nr oferty CSP/2015/IGF/6
Proponowany temat pracy doktorskiej:
Nowe statystyczne metody szacowania ryzyka hydrologicznych zjawisk ekstremalnych występujących
w warunkach polarnych
Nazwa jednostki prowadzącej: Centrum Studiów Polarnych KNOW / Instytut Geofizyki PAN
Termin przesyłania dokumentów: 15 sierpnia 2015 r.
Rozmowy kwalifikacyjne: 10 – 13 września 2015 r. we wskazanym ośrodku
(http://www.polarknow.us.edu.pl/wp-content/uploads/Lokalizacja_osrodkow_CSP.pdf)
W przypadku studentów z zagranicy – rozmowa kwalifikacyjna w postaci wideokonferencji.
Tryb studiów: stacjonarny
Tytuł naukowy uzyskiwany przez Absolwenta: doktor Nauk o Ziemi w zakresie geofizyki
Okres trwania studiów: 4 lata (8 semestrów), od października 2015 r.
Język: polski i angielski, język polski jest nieobowiązkowy dla studentów z zagranicy
Stypendia: Obywatele Polski i krajów UE oraz posiadacze Karty Polaka uzyskują stypendia
finansowane z KNOW w wysokości 2 000 – 4000 PLN/miesiąc
Opłaty: Obywatele UE – bez opłat; Obywatele spoza EU: 3 000 EUR na rok. Więcej informacji:
http://admission.us.edu.pl/english/admission-rules
Wymagane dokumenty oraz rejestracja kandydatów online:
http://www.polarknow.us.edu.pl/isp/rekrutacja/
Warunki naboru:
1. Ostateczny wynik ukończenia przez kandydata studiów II stopnia (maksymalnie 6 punktów,
przelicznik ocen z dyplomu: 6.0 (celująca) – 6 pkt.; 5.0 – 5 pkt.; 4.5 – 4 pkt.; 4.0 – 3 pkt.; 3.5 –
2 pkt.; 3.0 – 1 pkt.
2. Rozmowa kwalifikacyjna oceniająca wiedzę, umiejętności oraz predyspozycje intelektualne
kandydata, znajomość języka angielskiego i poziom merytoryczny projektu rozprawy
doktorskiej (maksymalnie 15 punktów).
3. Minimalna liczba punktów, którą musi uzyskać kandydat, aby zostać zakwalifikowanym na
studia wynosi, co najmniej 14 punktów.
4. Na studia kwalifikują się kandydaci, którzy w rankingu uzyskali najwyższą liczbę punktów, aż
do wypełnienia limitu miejsc, z zastrzeżeniem punktu 3.
5. Dostarczenie projektu realizacji rozprawy doktorskiej (max. 2 str) do 15 sierpnia 2015 r.
Wymagania:
1. Ukończone studia II stopnia na kierunku inżynieria środowiska, ochrona środowiska,
matematyka stosowana, fizyka, informatyka lub z dyscypliny pokrewnej. Wniosek może być
złożony, jeśli kandydat otrzyma tytuł magistra nie później niż do 9 września 2015.
2. Wiedza o regionach polarnych i problemach badawczych istotnych dla tych regionów.
3. Podstawowa wiedza z fizyki i matematyki stosowanej.
4. Dobra znajomość statystyki matematycznej i procesów stochastycznych
5. Doświadczenie w stosowaniu modeli hydrologicznych i pogodowych.
6. Znajomość podstawowych metod numerycznych oraz doświadczenie w programowaniu
komputerowym (preferowane języki Fortran, R, Matlab).
7. Podstawowe umiejętności z zakresu wizualizacji danych przestrzennych w GIS (np. ArcGIS).
8. Znajomość hydrologicznych i meteorologicznych metod pomiarowych oraz umiejętność
interpretacji danych.
9. Znajomość języka angielskiego umożliwiająca uczestniczenie w międzynarodowych szkoleniach i
konferencjach naukowych oraz prezentacje wyników badań własnych. Znajomość języka
polskiego nie jest wymagana.
10. Umiejętność pracy w grupie. Kreatywność i zdolność krytycznego myślenia.
11. Mile widziane elementy własnego dorobku naukowego kandydata
Opis zadań:
1. Wybór obiektu badawczego – zlewni rzeki lub strumienia
2. Analiza dotychczasowych danych zgromadzonych dla obiektu badawczego oraz ich
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
ewentualne uzupełnienie; opcjonalnie – dokonanie własnych uzupełniających pomiarów i/lub
poszukiwania śladów wielkich wód
Przygotowanie danych niezbędnych do przeprowadzenia symulacji modelowych oraz analiz
uzyskanych wyników.
Przeprowadzenie symulacji modelowych, wykonanie analiz uzyskanych wyników oraz
porównań z dostępnymi danymi pomiarowymi.
Analiza uzyskanych wyników.
Przygotowanie publikacji i prezentacji na konferencje.
Studiowanie literatury związanej z tematyką projektu.
Przygotowywanie sprawozdań z postępów w pracy zgodnie z ustalonym harmonogramem.
Uczestniczenie w seminariach i codziennej pracy w Instytucie Geofizyki Polskiej Akademii
Nauk.
Abstrakt
Celem pracy jest zastosowanie najnowszych osiągnięć statystycznej teorii modelowania
hydrologicznych i meteorologicznych zjawisk ekstremalnych do opracowania procedur oceny
prawdopodobieństwa występowania tych zjawisk w warunkach polarnych przy jednoczesnym
zachowaniu realizmu hydrologicznego. Statystyczna teoria zjawisk ekstremalnych i jej wdrożenia są
ciągle przedmiotem intensywnych badań wykorzystujących przede wszystkim metodę największej
wiarygodności. Współcześnie wśród badaczy ugruntował się pogląd, że zjawiska ekstremalne
podlegają rozkładom prawdopodobieństwa o grubych ogonach (np. Kendall & Stuart, 1969; Katz,
2002). Z drugiej jednak strony, wstępne analizy wykonane przy wykorzystaniu danych dla klimatu
umiarkowanego zgromadzonych w Instytucie Geofizyki PAN wskazują, iż zastosowanie tego typu
rozkładów wraz z metodą największej wiarygodności mogłoby doprowadzić do błędnych oszacowań
ryzyka hydrologicznych zjawisk ekstremalnych. Jednakże, jak można przypuszczać, gwałtowna natura
hydrologicznych zjawisk ekstremalnych w warunkach polarnych może doprowadzić do zupełnie
innych wniosków odnośnie zakresu stosowalności rozkładów (modeli) „gruboogoniastych”. Dlatego
też, nasze wysiłki zamierzamy skierować w obszary poszukiwania metod estymacji parametrów tych
modeli lub doskonaleniu metod już istniejących w tym dobrze znanej, łatwiej w użyciu i
akceptowanej przez praktyków metody momentów. Jednakże, modele „gruboogoniaste”, do których
zalicza się np. trzyparametrowe rozkłady: logarytmiczno-normalny, generalizowany wartości
ekstremalnych (ang Generalised Extreme Value – GEV), generalizowany logarytmiczno-logistyczny
(ang. Generalised Log-Logistic), Pareto, Weibulla, Wakeby (5-parametrów) oraz ich dwuparametrowe
realizacje przy ustalonym w zerze parametrze lokacji, posiadają ograniczenia co do istnienia
momentów statystycznych. Ponadto, jak wskazują między innymi wcześniejsze wyniki, metoda
momentów charakteryzuje się dużymi błędami estymacji oraz małą odpornością na elementy
odstające w próbie, przede wszystkim ze względu na rosnące wraz ze stopniem momentu błędy. Aby
ominąć te problemy proponujemy zastosowanie metody generalizowanych momentów, polegającej
na uwolnieniu założeń (tradycji) dotyczących faktu, iż w momenty winny być tylko i wyłącznie
funkcjami parametrów podniesionych do potęgi naturalnej. Przewidujemy, iż stosując potęgi
rzeczywiste (np. -1 i 1 lub 0,5 i 1) do wyznaczenia dwóch momentów statystycznych, uda się
zminimalizować wartości błędów estymacji kwantyli ekstremalnych dla dwuparametrycznych
rozkładów ekstremalnych, np. Log-Logistycznego i Log-Gumbela. Metoda generalizowanych
momentów winny być porównana z innymi nowatorskimi metodami obniżającymi stopień
momentów statystycznych, a tym samym minimalizującymi błędy estymacji oraz innymi klasycznymi
metodami szacowania ryzyka zjawisk ekstremalnych.
Teoretyczne rozważania proponujemy poprzeć wynikami statystycznej analizy hydrologicznych
zjawisk ekstremalnych występujących w warunkach polarnych. Specyfika hydrologicznych i
meteorologicznych zjawisk ekstremalnych oraz trudne warunki pomiarowe wymagają szczególnego
podejścia do gromadzenia i wstępnej analizy danych. Niska częstotliwość prowadzonych pomiarów,
bowiem, implikuje zastosowanie zaawansowanych metod statystycznych i stochastycznych mających
na celu uzupełnienie brakujących fragmentów ciągów pomiarowych oraz „oczyszczenie” ich z błędów
pomiarowych. Dodatkowo, stosując paleohydrologiczne metody badań przy wykorzystaniu śladów
wielkich wód (np. utwory skalne powstałe po wezbraniach) dane winny być uzupełnione o elementy
historyczne i paleo-historyczne. Powstałe w ten sposób ciągi pomiarowe stanowią podstawę do
modeli statystycznych. Ze względów logistycznych analizy dotyczyć będą zlewni niewielkich krótkich
rzek sandrowych i warkoczowych oraz strumieni roztopowych w okolicy polarnej stacji badawczej IGF
PAN.
Inne informacje:
1. Praca będzie realizowana pod opieką merytoryczną dr hab. Krzysztofa Kochanka, prof. IGF PAN
2. Poza dokumentami składanymi w związku z rekrutacją na studia doktoranckie w ramach KNOW
wymagane jest przesłanie CV i listu motywacyjnego na adres: [email protected]
3. Kontakt: [email protected] – Kierownik Biura Centrum Studiów Polarnych (dr D. Ignatiuk).