(PDF) Uragane in Golful Mexic si Marea Caraibelor si relatia lor cu petele solare

292 B. Rojo-Garibaldi si colab .: Analiza neliniara a aparitiei uraganelor

analiza dorita; altfel, ar fi fost imposibil sa

studiati acest fenomen natural prin analize neliniare.

Au fost utilizate diferite metode in analiza

procese liniare, non-stationare si non-gaussiene, inclusiv

crearea de retele neuronale artificiale (ASCE Task Committee, 2000;

Maier si Dandy, 2000; Maier si colab., 2010; Taormina si colab.,

2015). Chen si colab. (2015) folosesc un model de retea neuronala hibrida

sa prognozeze fluxul raului Altamaha din Georgia; Gho-

lami si colab. (2015) simuleaza nivelurile apelor subterane folosind den-

drochronologie si un model de retea neuronala artificiala pentru

coasta sudica a Caspiei in Iran. Mai mult, teoriile despre

haosul terministic si structura fractala au fost deja

aplicate la datele limita atmosferice (Tsonis si Elsner, 1988;

Zeng si colab., 1992), de exemplu, la pulsul ploilor severe se-

(Shari fi et al., 1990; Zeng et al., 1992) si la tropical

traiectoria ciclonului (Fraedrich si Leslie, 1989; Fraedrich et

al. dame de companie in militari ma deplasez , 1990). Fenomenele naturale apar in cadrul diferitelor

texte; cu toate acestea, ele prezinta adesea caracteristici comune,

sau pot fi intelese folosind concepte similare. Determinat

haosul si structura fractala in sistemele dinamice disipative

sunt printre cele mai importante paradigme neliniare (Zeng

si colab., 1992). Pentru o analiza detaliata a haosului determinist,

exponentul Lyapunov este utilizat ca punct cheie si mai multi

au fost dezvoltate metode de calcul. Este posibil sa

defineste diferiti exponenti Lyapunov pentru un sistem dinamic.

Exponentul maxim Lyapunov poate fi determinat fara

constructia explicita a unui model de serie temporala. De incredere

caracterizarea necesita independenta em-

parametrii de pat si legea exponentiala pentru cresterea

distantele pot fi testate in mod explicit (Rigney si colab., 1993; Rosen-

stein si colab., 1993). Acest exponent ofera o caracteristica calitativa

acterizarea comportamentului dinamic si a predictibilitatii

masurare (Atari si colab., 2003). Algoritmii de obicei

pledate pentru a obtine exponentul Lyapunov sunt cele propuse

de Wolf (1986), Eckmann si Ruelle (1992), Kantz (1994)

si Rosenstein si colab. (1993). Metodele lupului (1986)

iar Eckmann si Ruelle (1992) presupun ca sursa de date

este un sistem dinamic determinist si ca

actiunile din datele seriilor temporale se datoreaza haosului determinist. A

aplicarea oarba a acestui algoritm la un set arbitrar de date

va produce intotdeauna numere, adica aceste metode nu

faceti un test puternic daca numerele calculate pot

fi interpretat ca exponenti Lyapunov ai unei determinari

tic system (Kantz et al., 2013). Rosenstein si colab. (1993)

metoda urmeaza direct din definitia lui Lyapunov

exponent maxim si este precis, deoarece profita

din toate datele disponibile. Algoritmul este rapid, usor de implementat

si robuste la modificarile urmatoarelor cantitati:

dimensiunile patului, dimensiunea setului de date, reconstructia intarziata si

nivelul de zgomot. Algoritmul Kantz (1994) este similar cu cel al

Rosenstein si colab. (1993).

Am construit o baza de date cu aparitiile uraganelor

in Golful Mexic si Marea Caraibelor pentru a efectua o

analiza neliniara a seriei temporale, rezultatele din care

poate ajuta la construirea modelelor de aparitie a uraganelor,

Figura 1. Uragane intre 1749 si 2012. Linia punctata

arata tendinta liniara (dupa Rojo-Garibaldi si colab., 2016).

ceea ce la randul sau va contribui la consolidarea masurilor de prevenire pentru

acest tip de fenomen hidrometeorologic.

2. matrimoniale publi24 timis Materiale si metode

2.1 Descrierea setului de date

O analiza detaliata a rapoartelor istorice a fost efectuata in

pentru a obtine seria cronologica anuala de uragan –

renta, de la categoria unu la cinci pe scara Safifr – Simpson,

in regiunea de studiu din 1749 pana in 2012. Seria cronologica a fost

compus folosind pista istorica a navei a tuturor navelor

aproape de uraganele inregistrate, recunoasterea aeriana

date pentru uragane incepand cu 1944 si uragane raportate de

Fernandez-Partagas si Diaz (1995a, b, 1996a, b, c, 1997,

1999). Toate informatiile mentionate mai sus, in plus fata de

baza de date a proiectului de re-analiza HURDAT (HURDAT

este inregistrarea oficiala a Statelor Unite pentru furtunile tropicale

si uragane care apar in Oceanul Atlantic, Golful

Mexic si Marea Caraibelor) a fost utilizat intr-un comparativ

pentru a construi seria noastra temporala (Fig. 1), care este actuala

mai degraba cea mai lunga serie de uragane din Golful

Mexic si Marea Caraibelor. Acest lucru face ca seria noastra sa fie ideala

pentru efectuarea unei analize neliniare, care ar fi

cu inregistrarile disponibile in alte regiuni.

Uraganele istorice au fost incluse numai daca au fost

portat in doua sau mai multe baze de date si a intalnit ambele dintre urmatoarele

criterii de coborare: uraganele raportate care au atins uscatul si

cele care au ramas in ocean; pe de alta parte,

uraganele coborate au fost studiate avand in vedere media lor

ratia si timpul maxim al acestora (respectiv 9 si 19 zile).

Acest lucru a fost facut pentru a evita numararea mai multor specii

uraganul ci fi c raportat in diferite locuri intr-o perioada scurta de timp

timpul de riod; pentru a face acest lucru, am urmat metoda propusa de

Rojo-Garibaldi si colab. (2016).

Nonlin. Processes Geophys., 25, 291-300, 2018 www.nonlin-processes-geophys.net/25/291/2018/

B. Rojo-Garibaldi si colab .: Analiza neliniara a aparitiei uraganelor 293

Figura 2. Diagramele de faza corespunzatoare seriei temporale de uragane care au avut loc intre 1749 si 2012 in Golful Mexic si in

Marea Caraibelor. Xaxa din cele patru grafice indica decalajul de timp (τ).

2.2 Reducerea datelor si proceduri

Inainte de a efectua analiza neliniara a seriei cronologice,

am eliminat tendinta; astfel, seria a fost pregatita in conformitate cu

ceea ce este necesar pentru acest tip de analiza. A descoperi

proprietatile sistemului necesita totusi mai mult decat

doar estimand dimensiunile atragatorului (Jensen si colab.,

1985); prin urmare, trei metode au fost aplicate in acest studiu:

1. Exponentul Hurst este o masura a independentei

a seriei temporale ca element pentru a distinge un fractal

serie. Este practic o metoda statistica care ofera

numarul de aparitii ale evenimentelor rare si este de obicei

numita re-scaling (RS) rank analysis (Gutierrez, 2008).

Potrivit lui Miramontes si Rohani (1998), Hurst

exponent ofera, de asemenea, o alta aproximare care poate

fi folosit pentru a caracteriza culoarea zgomotului si ar putea

prin urmare, sa fie aplicat oricarei serii cronologice. RS ajuta la

Gasiti exponentul Hurst, care furnizeaza numericul

valoare care face posibila determinarea autocor-

relatie intr-o serie de date.

2. Exponentul Lyapunov este invariant sub transformari moi

pentru ca descrie un comportament pe termen lung,

oferind o caracterizare obiectiva a corespondentei

dinamica (Kantz si Schreiber, 2004). anunturi matrimoniale buzau Presedintele

puterea haosului in sistemele dinamice poate fi rezolvata folosind

acest exponent, intrucat cuantifica conversia exponentiala

genea sau divergenta traiectoriilor initial apropiate in

spatiul de stare si estimeaza cantitatea de haos dintr-un sistem

tem (Rosenstein si colab., 1993; Haken, 1981; Wolf, 1986).

Exponentul Lyapunov (λ) poate lua unul dintre urmatoarele:

scazand patru valori: λ <0, care corespunde unei statii

punct fix fix; λ = 0, care este pentru un ciclu de limita stabil;

0 <λ <∞, care indica haos; si λ = ∞, un Brown-

ian proces, care este de acord cu faptul ca entropia

a unui proces stochastic este infinit (Kantz si Schreiber,

2004).

3. Analiza functionala iterata (IFS) este o metoda mai usoara si

mai simplu mod de a vizualiza structura fina a seriei de timp

deoarece poate dezvalui corelatii in date si poate ajuta la

caracterizeaza-i culoarea, referind culoarea la tipul de zgomot

(Miramontes si colab., 2001). Impreuna cu Lyapunov

exponent, diagramele de faza, falsii vecini apropiati

metoda, graficul de separare spatiu-timp, corelatia

graficul integral si dimensiunea de corelatie au fost luate

ultimii doi pentru a identifica daca sistemul

Atractorul era de tip fractal sau nu. Este important

pentru a calcula exponentul Lyapunov, asa ca am folosit al-

goritmi propusi de Kantz (1994) si Rosenstein et

al. (1993) sa faca acest lucru.

3 Rezultate si discutii

Figura 1 prezinta evolutia numarului de uragane

din 1749 pana in 2012 si tendinta liniara. A avea o calitate-

tiva a comportamentului numarului de uragane care

a avut loc in Golful Mexic si Marea Caraibelor din

1749 pana in 2012, a fost creata o diagrama de faza folosind „de-

metoda lay ”(Fig. 2). Acest lucru a fost folosit si pentru a elucida

decalaj de timp pentru o incorporare optima in setul de date. Optiunea

www.nonlin-processes-geophys.net/25/291/2018/ Nonlin. Processes Geophys., 25, 291-300, 2018

294 B. Rojo-Garibaldi si colab .: Analiza neliniara a aparitiei uraganelor

Figura 3. Metoda informatiei reciproce (a): xaxis indica decalajul de timp fata de indicele informatiei reciproce (AMI) si sageata

indica primul, cel mai pronuntat minim cu o valoare de τ = 9. Functia de autocorelatie (b), xaxis-ul indica decalajul de timp versus

valoarea functiei de corelare automata si sageata denota unde a fost obtinut primul zero al functiei τ = 10.

intarzierea temporala (τ) obtinuta vizual din Fig. 2 a fost egala cu

noua, intrucat era timpul in care curbele sistemului

au fost mai bine impartiti. Nu trebuie sa uitam ca acest lucru a fost doar

o inspectie vizuala, iar timpul de intarziere este obtinut cuantitativ

tiv prin alte metode. In cazul nostru, dinamica uraganului

nu s-au distins prin diagrama de faza; in orice caz,

pe masura ce orice traiectorie a uraganului incepe intr-un punct apropiat

setul de date atragator care diverga exponential, faza

diagrama este o dovada principala a unei miscari haotice conform

lui Thompson si Stewart (1986).

Cea mai robusta metoda de identificare a haosului in sistem

tem este exponentul Lyapunov. Inainte de a obtine expo-

nent, a fost necesar sa se calculeze decalajul de timp si

dimensiunea asternutului, iar pentru acesta din urma, fereastra Theiler

a fost folosit. curve care se fut cu cai Decalajul a fost obtinut prin trei metode diferite

ods:

1. Metoda de construire a intarzierilor, care este respectata

vizual in Fig. 2.

2. Metoda informatiei reciproce, care da mai mult

rezultat fiabil deoarece necesita corelatii dinamice neliniare

in considerare; in acest studiu s-a obtinut timpul de intarziere

luand primul minim al functiei – in acest caz

τ = 9.

3. Metoda functiei de corelare automata, care se bazeaza

numai pe statistici liniare (Fig. 3).

Exista doua moduri de a obtine decalajul de timp de la autocor-

functia de relatie:

1. primul zero al functiei si

2. momentul in care functia de autocorelatie se de-

cays ca 1 / e (Kantz si Schreiber, 2004).

Am folosit criteriul primului zero deoarece expunerea Hurst

nent (H = 0,032) a indicat ca este vorba de un program de memorie scurt

incetare; prin urmare, criteriul primului zero este cel optim

Figura 4. Vecini apropiati falsi cu un decalaj de 10, unde em-

dimensiunea de asternut de 5 are 9,4%, iar dimensiunea de incastrare

din 4 are o vecinatate apropiata falsa de 16,66% (linia inferioara). Aproape fals

vecini cu un decalaj de timp de 9, unde dimensiunea de incorporare a

5 are 20,15%, iar dimensiunea de incorporare 4 are 20,12%

vecini apropiati falsi (linia superioara). Valorile din fiecare linie indica

dimensiunea optima pentru fiecare intarziere.

metoda in acest tip de caz. Folosind aceasta metoda, valoarea care

a fost obtinut a fost τ = 10. Valoarea acestui parametru este foarte mare

important, pentru ca daca se dovedeste a fi foarte mic, atunci fiecare

coordonata este aproape aceeasi, iar traiectul reconstruit

toriile arata ca o linie (fenomenul este cunoscut sub numele de redun-

dancy). Cu toate acestea, daca timpul de intarziere este destul de mare, atunci este necesar

la sensibilitatea miscarii haotice, a coordonatelor

par a fi independente si spatiul de faza reconstruit

arata aleatoriu sau complex (un fenomen cunoscut sub numele de irele-

vance) (Bradley si Kantz, 2015).

Nonlin. Processes Geophys., 25, 291-300, 2018 www.nonlin-processes-geophys.net/25/291/2018/

B. Rojo-Garibaldi si colab .: Analiza neliniara a aparitiei uraganelor 295

Exponentul Hurst ne ajuta sa identificam criteriile de gasit

un decalaj de timp si descrie, de asemenea, comportamentul sistemului (Quintero

si Delgado, 2011). Acest lucru ar putea indica faptul ca sistemul este

sa nu aiba un comportament haotic; cu toate acestea, metodele ramase

au indicat opusul si, asa cum am mentionat anterior,

exponentul Lyapunov este considerat cel mai potrivit

metoda pentru acest tip de set de date. Prin urmare, diferite metode

va oferi rezultate diferite, dar seria temporala va indica

cea mai buna metoda si rezultatul pe care ar trebui sa il folosim. matrimoniale craiova barbati

A fost posibil sa se observe diferenta in decalajul de timp

obtinuta prin functia de autocorelatie si prin

informatii reale; cu toate acestea, este necesar sa se utilizeze o singura re-

sult. Prin graficul de separare spatiu-timp si fals

metoda vecinilor apropiati, am obtinut dimensiuni de incorporare

de m = 4 pentru a τ = 9 si m = 5 pentru τ = 10 si Theiler

fereastra cu valoarea W = 16 pentru τ = 9 si W = 18 pentru

τ = 10 (Fig. 4). Alegerea acestei ferestre este foarte importanta

pentru a nu obtine dimensiuni false ulterioare in

tractor. Conform lui Bradley si Kantz (2015), Theiler

fereastra asigura distanta dintre potential

perechi de puncte este suficient de mare pentru a reprezenta un

in mod identic si independent.

Ideea algoritmului falsilor vecini apropiati este aceea la

fiecare punct din seria de timp, Stand vecinul sau Sjshould

sa fie cautat intr-un spatiu m-dimensional. Astfel, distanta





St − Sj



Este calculat iterand ambele puncte, date de

ca urmare a:

Ri = Si + 1 − Sj + 1





Sl − SJ





. (1)

Daca Riis este mai mare decat pragul dat de Rt, atunci SJhas

falsi vecini apropiati. Conform Kennel si colab. (1992), a

valoarea Rt = 10 sa dovedit a fi o alegere buna pentru majoritatea datelor

seturi, dar o dovada matematica formala pentru aceasta concluzie este

necunoscut; prin urmare, daca aceasta valoare nu da convingator

rezultate, este recomandabil sa repetati calculele pentru mai multe

Rt (Perc, 2006). In cazul nostru, aceasta valoare a dat rezultate relevante.

Poate avea niste vecini apropiati falsi chiar si atunci cand lucreaza

cu dimensiunea de incorporare corecta. Rezultatul acestui lucru

analiza poate depinde de decalajul de timp (Kantz si Schreiber,

2004). In mod similar cu timpul de intarziere, valoarea

dimensiunea incorporarii este cruciala nu numai pentru

constructia spatiului de faza, dar si pentru a obtine Lyapunov

exponent. Alegerea unei valori mari a datelor pentru date haotice va fi

adauga redundanta si afecteaza in consecinta dezvoltarea

multi algoritmi precum exponentul Lyapunov (Kantz si

Schreiber, 2004).

Exponentii Lyapunov (λ) au fost obtinuti folosind

Metodele Kantz si Rosenstein si au luat intarzierea,

incorporand dimensiunea si fereastra Theiler ca principala

valori; cu toate acestea, o alegere a razei cartierului pentru

s-a facut, de asemenea, explorarea traiectoriilor, precum si

punctele de referinta si vecinii din apropierea acestor puncte.

modificarea acestor parametri este importanta pentru coroborare

caracteristica invarianta a exponentului Lyapunov.

Metoda Kantz (1994) folosind o valoare de m = 4 si τ = 9 a dat

un exponent al lui λ = 0.483, in timp ce pentru m = 5 si τ = 10

exponent a fost λ = 0,483. Deoarece λ este o valoare pozitiva, a fost

am constatat ca sistemul nostru este haotic. In plus, valoarea lui λ

obtinuta pentru ambele dimensiuni absorbante a fost aceeasi, sugerand

indicand ca rezultatul nostru este corect. Folosind Rosenstein et

al. (1993), valoarea obtinuta pentru m = 4 si τ = 9

a fost λ = 0,1056, iar pentru m = 5 si τ = 10, exponentul a fost

λ = 0,122 (Fig. 5).

A existat o diferenta intre plasarea atractorului intr-un

dimensiunea de incorporare a m = 4 si una a m = 5; o mai buna

desfasurarea atractivului in dimensiunea incorporarii a fost

observat in m = 4 si τ = 9. Aceasta valoare a τ a fost obtinuta

cu metoda de informare reciproca, care, conform

Fraser si Swinney (1986) si Krakovska si colab. (2015), pro-

ofera un criteriu mai bun pentru alegerea timpului de intarziere decat

valoare obtinuta prin functia de autocorelatie.

A fost posibil sa se obtina dimensiunea de corelatie D2

(Fig. dame de companie olt 6) si integrala de corelatie (Fig. 6) folosind em-

dimensiunea asternutului, timpul de intarziere si fereastra Theiler,

urmand metoda lui Grassberger si Procaccia (1983a,

1983b). Acest lucru a fost facut pentru a obtine dimensiunile posibile

siuni ale atractorului. Trebuie remarcat faptul ca exista un intreg

familie de dimensiuni fractale, care sunt de obicei cunoscute sub numele de

Dimensiunile Renyi, dar acestea se bazeaza pe aplicatiile directe

cationarea metodelor de numarare a casetelor, care necesita semnificatie

memorie si procesare si ale caror rezultate pot fi foarte

sensibile la lungimea datelor (Bradley si Kantz, 2015).

De aceea am ales sa folosim dimensiunea si corelatia integrala

relatie, care conform lui Bradley si Kantz (2015) este o

un estimator mai eficient si mai robust.

Panoul din dreapta din Fig. 7 arata tendinta de inclinare a ma-

majoritatea pantelor integralei de corelatie (ε). In intervalul

de 1 <ε <10, ni se cere sa avem linii drepte ca

dicator al geometriei auto-similare. Valoarea obtinuta aici

corespunde D2 = 2,20 care este panta mentionata mai sus

valoare. O alta metoda de a vedea dimensiunea atractiva este

Dimensiunea Kaplan – Yorke (DKY), care este asociata cu

spectrul exponentilor Lyapunov si este dat de urmatorii

coborare:

DKY = k + Xk

i = 1

λi

| λk + 1 |, (2)

unde kis intregul maxim, astfel incat suma k

exponentii majori nu este negativ. Dimensiunea fractala cu

aceasta metoda a dat o valoare de DKY = 2,26, care este similara

la cea obtinuta anterior.

Chiar si atunci cand toate cerintele necesare pentru a aplica

sunt prezente analize neliniare la seriile noastre de timp, o ultima re-

necesitatea trebuie sa fie indeplinita pentru a sti daca putem obtine o

dimensiunea si daca spectrul complet al lui Lyapunov

exponentii (o alta metoda de vizualizare a haosului) trebuie inca

a fi angajat.

Eckmann si Ruelle (1992) discuta dimensiunea setului de date

necesare pentru a estima dimensiunile si exponentii lui Lyapunov.

www.nonlin-processes-geophys.net/25/291/2018/ Nonlin. Processes Geophys., 25, 291-300, 2018

296 B. Rojo-Garibaldi si colab .: Analiza neliniara a aparitiei uraganelor

Figura 5. Exponentul Lyapunov cu m = 4, τ = 9 si m = 5, τ = 10, cu metoda Kantz (a). Exponent Lyapunov cu aceleasi valori

cu metoda Rosenstein (b).

Figura 6. Dimensiunea de corelatie D2corespunzatoare aparitiei uraganelor in anii 1749-2012 in Golful Mexic si

Marea Caraibelor. Curbele pentru diferite dimensiuni ale atractorului (yaxis) (a). Aceeasi informatie pentru D2 cu o scara logaritmica pe

xaxis (b),

Cand aceste dimensiuni si exponenti masoara diferenta

cu conditii aproape initiale, necesita un numar

de vecini pentru un punct de referinta dat. Acesti vecini

poate fi intr-o sfera de raza (r) si cu un diametru dat

(d) a atractorului reconstruit.

Avem apoi cerintele pentru Eckmann si Ru-

elle (1992) conditie pentru a obtine exponentii Lyapunov ca

logN> D log1

ρ, (3)

unde Dis dimensiunea atractivului, Nis numarul

a punctelor de date si r

d = ρ. curve din jibou Pentru ρ = 0,1 in ecuatie. (3), Poate fi

ales astfel incat

N> 10D. (4)

Seria noastra cronologica a indeplinit aceasta cerinta; prin urmare, sustine

rezultatele noastre anterioare.

Dimensiunea atractorului a fost obtinuta in principal deoarece aceasta

valoarea ne spune numarul de parametri sau grade de libertate

necesare pentru a controla sau a intelege evolutia temporala a

sistemul nostru in spatiul de faza si ne ajuta sa determinam cum

haotic sistemul nostru este. Folosind metodele anterioare, o finala

s-a obtinut dimensiunea fractala a D2 = 2,2. Urmarind

incorporand legi, este logic sa m> D2 (Sauer si

Yorke, 1993; Kantz si Schreiber, 2004; Bradley si Kantz,

2015). Criteriul Ruelle (1990) a fost folosit pentru a corobora-

rata ca dimensiunea obtinuta a atractivului este fiabila,

unde N = 10

D2

2; odata ce datele indeplinesc aceasta cerinta, noi

poate spune ca dimensiunea atragatorului este fiabila. In cele din urma,

Nonlin. Processes Geophys., 25, 291-300, 2018 www.nonlin-processes-geophys.net/25/291/2018/

B. Rojo-Garibaldi si colab .: Analiza neliniara a aparitiei uraganelor 297

Figura 7. Testul sistemului de functii iterate (IFS) aplicat la

serie temporala a numarului de uragane care au avut loc in Golful

Mexic si Marea Caraibelor intre anii 1749 si 2012.

rezultatele au indicat ca sunt necesari cel putin trei parametri

pentru a caracteriza sistemul nostru, deoarece dimensiunea 2.2 indica

ca dimensiunea atractorului se incadreaza intre doua si trei.

Spectrul exponentului Lyapunov da 0,09983,

−0.07443, −0.23387 si −0.73958; prin urmare, suma totala

este λi = −0.9480 si, conform teoriei anterioare, este

suficient au cel putin un exponent pozitiv in spectru

a sistemului nostru pentru a avea un comportament haotic. In cele din urma,

suma totala a spectrului exponentilor Lyapunov a fost negativa

activ, indicand faptul ca exista un atractiv stabil, asa cum am mentionat

anterior. Cu toate acestea, deoarece atractivul stabil nu a fost usor

distins, am folosit o metoda finala pentru a confirma daca

sistemul nostru a prezentat un comportament dinamic haotic. Acest

metoda cuprindea testul sistemului de functii iterate (IFS)

(Fig. 7).

Folosind Fig. 7, se poate observa ca punctele reprezinta-

sistemul nostru ocupa intregul spatiu; conform IFS

test, exista doua explicatii posibile:

1. dame de companie din bacau Distributia apartine unui semnal de zgomot alb si in

sisteme fara zgomot experimental, punctul distribuit

ciunea da o singura curba (Jensen si colab., 1985). In orice caz,

exponentul Hurst anterior obtinut nu a fost egal cu

zero; prin urmare, zgomotul alb a fost, de asemenea, eliminat cu

functia de autocorelare.

2. Sistemul este haotic cu dimensionalitate ridicata. Pana acum,

rezultatele noastre au convergut la aparitia urgentei

bastoane din Golful Mexic si Marea Caraibelor

un sistem haotic, deci este fezabil sa il adopti pe cel de-al doilea

explicatie. Cu toate acestea, invers, expozitia noastra Lyapunov

nentura nu a fost atinsa si nu s-a atins

pe masura ce dimensiunea incorporarii a crescut, ceea ce,

conform lui Rosenstein si colab. (1993), ar insemna asta

sistemul nostru nu este haotic; desi Lyapunov ex-

ponent a crescut odata cu scaderea incorporarii

dimensiune, care este, din nou, o caracteristica a haoticului

sisteme. Atunci a fost posibil si obtinerea unei dimensiuni

a atragatorului si a unui exponent pozitiv Lyapunov.

Rezultatele noastre nu au fost usor de interpretat, deoarece seria

transmise anumite caracteristici periodice intr-o moda oscilatorie

ion si au manifestat simultan un comportament haotic. In conformitate

catre Rojo-Garibaldi si colab. (2016), seria uraganelor care

analize spectrale efectuate au prezentat perioade puternice

legaturi care corespund petelor solare, despre care se crede ca au

a provocat comportamentul periodic mentionat mai sus. Conform

Zeng si colab. (1990), analiza puterii spectrale este adesea utilizata

pentru a distinge un comportament haotic sau cvasi-periodic al peri

structuri odice si pentru a identifica diferite perioade incorporate

intr-un semnal haotic. Desi, precum Schuster (1988) si Tso-

mentionata de nis (1992), spectrul de putere nu este doar

acteristic al unui proces de haos determinist dar si al unui

proces stocastic liniar. In cazul nostru, acest comportament nu a fost

observate in spectrele obtinute, ceea ce ne-a permis sa

detecteaza semnale periodice. Spectrele identifica doua tipuri de

comportament in sistemul nostru. Pe de o parte, exista periodic

comportamente asociate cu fortarea externa, precum pata solara

ciclu, oferind sistemului o ordine suficienta pentru a se dezvolta; in timp ce

pe de alta parte, fortarea externa prezinta un comportament haotic

ior, care confera sistemului o anumita tulburare si o permite

sa se poata adapta la noile schimbari si sa evolueze. Testul IFS

a aratat ca aparitia uraganelor in Golful Mexic

ico si Marea Caraibelor este haotica cu dimensiuni ridicate-

alitate. Fraedrich si Leslie (1989) au analizat traiectoriile

ciclonilor din regiunea Australiei si a calculat

mentionalitatea acestui proces, obtinand un rezultat intre

sase si opt, adica un proces haotic de inalta dimensionalitate,

ceea ce este similar cu ceea ce gasim cu metoda IFS. Halsey

si Jensen (2004) mai postuleaza ca uraganele sunt

pastreaza un numar mare de dimensiuni in spatiul de faza.

O posibila explicatie este localizata intr-o granita

unde haosul si ordinea sunt separate; aceasta granita este

cunoscut sub numele de „marginea haosului” (Langton, 1990; Mira-

montes si colab., 2001). Miramontes si colab. (2001) au gasit acest tip

comportamentului la furnicile din genul Leptothorax, in timpul studierii

le individual si in grup. In primul, comportamentul

a fost periodic, in timp ce in acesta din urma, comportamentul a fost haotic.

In cazul nostru, credem ca comportamentul haotic se datoreaza

comportamentul individual sau categoria uraganelor, ca

mentionalitatea sugerata de testul IFS este de acord cu cea ridicata

dimensionalitate raportata de Fraedrich si Leslie (1989)

realizate prin studierea traiectoriilor ciclonilor – adica prin

studiindu-le individual – in timp ce raspunsul periodic este

datorita comportamentului uraganelor in ansamblu.

In cele din urma, a fost efectuat un test de entropie folosind neliniar

metodelor si predictiei liniare la nivel local (facand

la un pas), ambele metode aratand o predictibilitate

valoare de 2,78 ani. publi24 escorte galati Metoda de predictie liniara local a fost

se aplica dupa cum urmeaza: ultima stare cunoscuta a sistemului, reprezentand

trimis de un vector x = [x (n), x (n + τ), …, x (n + (m − 1) τ)],

a fost determinat, unde mis dimensiunea incorporarii si

Acesta este timpul de intarziere. Am gasit apoi starile din apropiere (de obicei

aliati vecinii apropiati ai x) ai sistemului care reprezinta ce

sa intamplat in trecut, acestea au fost obtinute prin calcul

www.nonlin-processes-geophys.net/25/291/2018/ Nonlin. Processes Geophys., 25, 291-300, 2018

298 B. Rojo-Garibaldi si colab .: Analiza neliniara a aparitiei uraganelor

Figura 8. Predictia numarului de uragane in Golful Mexic

si Marea Caraibelor prin intermediul metodelor neliniare, precum si

testul tropiei. Linia neagra continua reprezinta numarul de uragane

observate din 2013 pana in 2017. Punctele negre sunt predictia

iar triunghiurile sunt eroarea in predictie, considerata ca fiind

valorile observate minus valorile prezise.

distantele lor pana la x. Ideea este apoi de a ajusta o harta care sa

trapolate x si pto-ul sau vecin determina urmatoarele

valori (Dasan si colab., 2002). Pe baza celor de mai sus, valoarea

dimensiunea de incorporare si timpul de intarziere au fost modificate.

Pentru a elucida cel mai mult, s-au folosit diferite valori ale mw

rezultat precis; aceasta a fost obtinuta cu o dimensiune de m = 4

si τ = 9, care sunt valorile pentru care atragatorul

a fost obtinut sistemul. Prin urmare, este posibila o predictie buna

pana cand t = t0 + 3 (Fig. 8). Mai mult, daca scapam de

date masurate (uragane raportate) in care creste incertitudinea

un mod oscilator. Pentru primele doua date (2013 si 2014),

eroarea absoluta in predictie (valoarea observata – pre-

dictata) este mai mica de 0,2, pentru a treia si a patra valoare (2015

si 2016) este intre 0,2 si 0,3, iar pentru 2017 eroarea este

mult mai mare si ofera o supraestimare a unui uragan

(Fig. 8). Un rezultat important al acestui studiu este ca permite unul

pentru a stabili intervalul de predictibilitate al unui sistem.

4. Concluzii

Rezultatele obtinute cu analiza neliniara au sugerat

un comportament haotic in sistemul nostru, bazat in principal pe Lya-

exponentii punov si dimensiunea corelatiei, printre altele.

Cu toate acestea, exponentul Hurst a indicat ca sistemul nostru a facut-o

sa nu urmeze un comportament haotic. matrimoniale si dating Pentru a putea corobora-

evaluati rezultatele, am folosit metoda IFS, care ne-a condus

sa creada ca seria de timp a uraganelor din Golful Mexicului

iar Marea Caraibelor din 1749 pana in 2012 a avut o margine haotica.

Este important sa subliniem ca acest studiu a fost pregatit ca

o incercare de a intelege comportamentul aparitiei

uraganele dintr-o perspectiva istorica, deoarece acest tip de

Nomenul face parte dintr-o interactiune ocean-atmosfera care are

de-a lungul timpului, de aici valoarea contributiei noastre

ziune. Cu toate acestea, suntem constienti de faptul ca din momentul in care a fost studiul

conduse pana in prezent exista inregistrari noi, care

va face posibila efectuarea de noi studii si aplicarea de noi

metode.

Disponibilitatea datelor. Datele sunt disponibile la cerere de la

Thor.

Contributiile autorului. Toti autorii au contribuit in mod egal la acest lucru

munca.

Interese concurente. Autorii declara ca nu au nici un conflict

de interes.

Multumiri. Aceasta lucrare a fost sustinuta financiar de

Instituto de Ciencias del Mar y Limnologia de la Universidad

Nacional Autonoma de Mexico, proiectele 144 si 145. BR-G este

recunoscatoare pentru bursa CONACYT care a sustinut studiul ei

la Posgrado en Ciencias del Mar y Limnologia, Universidad

Nacional Autonoma de Mexico.

Editat de: Vicente Perez-Munuzuri

Revizuit de: trei arbitri anonimi

Referinte

Comitetul de activitate ASCE pentru aplicarea retelei neuronale artificiale

lucreaza in Hidrologie: Aplicarea retelelor neuronale artificiale in

hidrologie. I: Concepte preliminare, J. Hydrol.

• escorte mature alba
• blackberry curve 3g 9300
• matrimoniale valenii de munte
• dame de companie elvetia
• matrimoniale gay braila
• curve 2015 online subtitrat
• curve numere
• matrimoniale transexuale
• matrimoniale suedia
• curve campia turzii
• curve resita
• dame de companie dubai
• escorte oltenita
• escorte militari rezidence
• satu mare curve
• matrimoniale bacau desteptarea
• curve mari
• matrimoniale germania
• curve sexy
• curve pe tocuri

Eng., 5, 115-123,

2000.

Bradley, E. si Kantz, H .: Analiza neliniara a seriilor temporale revizuita,

Haos, 25, 097610-1–097610-10, 2015.

Broomhead, DS si King, GP: Extragerea dinamicii calitative

din date experimentale, Physica D, 20, 217-236, 1986.

Chen, XY, Cahu, K.-W. si Busari, AO: Un studiu comparativ

a algoritmilor de optimizare a populatiei pentru aval

prognozarea fluxului fluvial printr-un model de retea neuronala hibrida, ing.

Aplic. Artif. Intel., 46, 258–268, 2015. escorte bucurrsti

Dasan, J., Ramamohan, RT, Singh, A. si Prabhu, RN: Stres

flutatii in suspensii stokesiene tunsa, Phys. Rev., 66,

021409-1–021409-14, 2002.

Eckmann, JP si Ruelle, D .: Limitari fundamentale pentru estimare

dimensiunile si exponentii Lyapunov in sisteme dinamice,

Physica D, 56, 185–187, 1992.

Fernandez-Partagas, JJ si Diaz, HF: O reconstructie a sa-

frecventa ciclonului tropical toric in Atlantic de la documen-

si alte surse istorice, Partea I, 1851–1870, Clima

Centrul de agnostice, Laboratoarele de Cercetare a Mediului, NOAA,

Boulder, CO, 1995a.

Fernandez-Partagas, JJ si Diaz, HF: O reconstructie a sa-

frecventa ciclonului tropical toric in Atlantic de la documen-

si alte surse istorice, Partea II, 1871–1880, Clima

Centrul de agnostice, Laboratoarele de Cercetare a Mediului, NOAA,

Boulder, CO, 1995b.

Nonlin. Processes Geophys., 25, 291-300, 2018 www.nonlin-processes-geophys.net/25/291/2018/

B. Rojo-Garibaldi si colab .: Analiza neliniara a aparitiei uraganelor 299

Fernandez-Partagas, JJ si Diaz, HF: Uragane atlantice in

a doua jumatate a secolului al XIX-lea, B. Am. Meteorol. Soc., 77,

2899–2906, 1996a.

Fernandez-Partagas, JJ si Diaz, HF: O reconstructie a istoriei

frecventa ciclonului tropical tropical in Atlantic din documentar

si alte surse istorice, Partea a III-a, 1881–1890, Climate Di-

Centrul de agnostice, Laboratoarele de Cercetare a Mediului, NOAA,

Boulder, CO, 1996b.

Fernandez-Partagas, JJ si Diaz, HF: O reconstructie a sa-

frecventa ciclonului tropical toric in Atlantic de la documen-

si alte surse istorice, Partea a IV-a, 1891–1900, Clima

Centrul de agnostice, Laboratoarele de Cercetare a Mediului, NOAA,

Boulder, CO., 1996c.

Fernandez-Partagas, JJ si Diaz, HF: O reconstructie a sa-

frecventa ciclonului tropical toric in Atlantic de la documen-

Tary si alte surse istorice, Partea V, 1901–1908, Clima

Centrul de diagnosticare, Laboratoarele de cercetare pentru mediu 320,

NOAA, Boulder, CO, 1997.

Fernandez-Partagas, JJ si Diaz, HF: O reconstructie a istoriei

frecventa ciclonului tropical tropical in Atlantic din documentar

si alte surse istorice, Partea a VI-a, 1909–1910, Climate Di-

Centrul de agnostice, Laboratoarele de Cercetare a Mediului, NOAA,

Boulder, CO, 1999.

Fraedrich, K. si Leslie, L .: Estimari ale predictibilitatii ciclonului

ity. curve cu pula in pizda I: Cicloni tropicali in regiunea australiana ?, QJ Roy. Pe mine-

teor. Soc., 115, 79-92, 1989.

Fraedrich, K., Grotjahn, R. si Leslie, LM: estimari ale ciclonului

previzibilitatea urmaririi. II: Analiza fractala a ciclonilor de latitudine medie,

QJ Roy. Meteor. Soc., 116, 317-335, 1990.

Gholami, V., Chau, K.-W., Fadaie, F., Torkaman, J. si Ghaf-

fari, A .: Modelarea fluctuatiilor nivelului apei subterane utilizand den-

drochronologie in acvifere aluvionare, J. Hydrol., 529, 1060-1069,

2015.

Gratrix, S. si Elgin, JN: dimensiuni punctuale ale

atragatorul Lorenz, Phys. Rev. Lett., 92, 014101,

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.92. escorte mature botosani 014101, 2004.

Gutierrez, H .: Estudio de geometria fractal en roca fracturada y se-

ries de tiempo, M. Sc. Teza, Universitatea din Chile, Facultad

de Ciencias Fisicas y Matemat icas, Departamento de Ingenieria

Civil, Santiago de Chile, Chile, 2008.

Halsey, TC si Jensen, MH: Uragane si fluturi, Natura,

428, 127–128, 2004.

Haken, H .: Haos si ordinea 5 in natura, in: Haos si ordine in

Nature, editat de: Haken H., Springer Series in Synergetics, vol.

11, Springer, Berlin, Heidelberg, 1981.

Jensen, MH, Kadanoff, LP, Libchaber, A., Procaccia, I. si

Stavans, J .: Universalitatea globala la debutul haosului: rezultatele unui

experiment fortat Rayleigh-Benard, Phys. Rev. Lett., 55, 2798–

2801, 1985.

Kantz, H .: O metoda robusta pentru estimarea maximului ex Lyapunov

ponent al unei serii de timp, Phys. Lett. A, 185, 77-87, 1994.

Kantz, H. si Schreiber, T .: Analiza neliniara a seriilor temporale, Vol. 7,

Cambridge University Press, Cambridge, 396 pp., 2004.

Kantz, H., Radons, G. matrimoniale db si Yang, H .: Problema spuri-

multi exponenti ai lui Lyapunov in analiza seriilor de timp si

solutie prin vectori covarianti Lyapunov, J. Phys. A, 46, 24 pp.,

https://doi.org/10.1088/1751-8113/46/25/254009, 2013.

Kennel, MB, Brown, R. si Abarbanel, HDI: Determinarea

dimensiunea de incorporare pentru reconstructia spatiului de faza utilizand o

constructie ometrica, Phys. Rev. A, 45, 3403 pp., 1992.

Krakovska, A., Mezeiova, K. si Budacova, H .: Utilizarea falsului aproape

Est Neighbours for Select Variables and Embedding Parame-

niveluri de reconstructie a spatiului de stat, Jurnalul sistemelor complexe,

1-12, 2015.

Langton, CG: Calcul la marginea haosului: tranzitii de faza

si calculul emergent, Physica D, 42, 12-37, 1990.

Maier, HR si Dandy, GC: Retele neuronale pentru predictie

si prognozarea variabilelor resurselor de apa: o revizuire a modului

probleme si aplicatii elling, Environ. Model. Softw., 15, 101–

124, https://doi.org/10.1016/S1364-8152(99)00007-9, 2000.

Maier, HR, Jain, A., Dandy, GC si Sudheer, KP: Meth-

utilizate pentru dezvoltarea retelelor neuronale pentru pre-

dictia variabilelor resurselor de apa in sistemele fluviale: statia actuala

orientarile viitoare si viitoare, Environ. Model. Softw., 25, 891–909,

https://doi. curve drumul taberei org/10.1016/j.envsoft.2010.02.003, 2010.

Miramontes, O. si Rohani, P .: Colorat generat intrinsec

zgomot la populatiile de insecte de laborator, Proc. R. Soc. Lond. B,

265, 785–792, 1998.

Miramontes, O., Sole, RV si Goodwin, BC: Retele neuronale

ca surse de activitate motorie haotica la furnici si cat de complexa

se dezvolta la scara sociala, Int. J. Bifurcat. Haos, 11, 1655–

1664, 2001.

Perc, M .: Introducerea analizei de linii temporale neliniare in studenti

a mancat cursuri, Fisika A, 15, 91–112, 2006.

Quintero, OY si Delgado, JR: Estimacion del exponente de

Hurst y la dimension fractal de una super fi cie topografica prin intermediul

de extractie de fisiere, Geomatica UD. GEO, 5, 84-91,

2011.

Rigney, DR, Goldberger, AL, Ocasio, W., Ichimaru, Y., Moody,

GB si Mark, R .: Date fiziologice multi-canal: Descriere-

zie si analiza, in: Prezicerea viitorului si intelegerea

trecutul: o comparatie a abordarilor, editat de: Weigend, A.

S., Gershenfeld, NA, Institutul Santa Fe Studii in stiinta

de complexitate, Proc. curve mature bucuresti Vol. XV, Addison-Wesley, Reading, MA,

105-129, 1993.

Rojo-Garibaldi, B., Salas-de-Leon, DA, Sanchez, NL si

Monreal-Gomez, MA: Uragane in Golful Mexic si

Marea Caraibelor si relatia lor cu petele solare, J. Atmos.

Sol.-Terr. Phy., 148, 48-52, 2016.

Rosenstein, MT, Collins, JJ si De Luca, CJ: O practica

metoda pentru calcularea celor mai mari exponenti Lyapunov de la mici

seturi de date, Physica D, 65, 117-134, 1993.

Ruelle, R .: Haosul determinist: Stiinta si fictiunea, Proc.

R. Soc. Londra, A427, 241–248, 1990.

Sauer, T. si Yorke JA: Cate coordonate de intarziere aveti

nevoie ?, Int. J. Bifurcat. Haos, 3, 737–744, 1993.

Schuster, H .: Haosul determinist, editia a II-a. Physik-Verlag, Wein-

Heim, Germania, 283 pp., 1988.

Shari fi, M., Georgakakos, K. si Rodriguez-Iturbe, I .: Evidence of

haos determinist in pulsul precipitatiilor furtunii, J. curve arrow Atmos. Stiinta,

47, 888–893, 1990.

Taormina, R., Chau, K.-W. si Sivakumar, B .: Retea neuronala

prognozarea raului prin separarea fluxului de baza si codul binar

optimizarea roiului, J. Hydrol., 529, 1788–1797, 2015.

www.nonlin-processes-geophys.net/25/291/2018/ Nonlin. Processes Geophys., 25, 291-300, 2018

300 B. Rojo-Garibaldi si colab .: Analiza neliniara a aparitiei uraganelor

Thompson, J. si Stewart, H .: Dinamica neliniara si haos: geo-

metode metrice pentru ingineri si oameni de stiinta, John Wiley & Sons

Ltd, New York, 376 pp., 1986.

Tsonis, A .: Haos: De la teorie la aplicare, Plenum, New York,

274 pp., 1992.

Tsonis, A. si Elsner, J .: Atractorul vremii este foarte scurt

scale de timp, Nature, 333, 545-547, 1988.

Wolf, A .: Cuantificarea haosului cu exponentii Lyapunov, Princeton

University Press, Princeton, NJ, 270–290, 1986.

Zeng, X. anunturi matrimoniale sector.6 , Pielke, RA si Eykholt, R .: Chaos in daisyworld, Tel-

lus, 42B, 309-318, 1990.

Zeng, X., Pielke, R. si Eykholt, R .: Estimarea dimensiunii fractale-

previzibilitatea atmosferei, J. Atmos. Stiinta, 49,

649-659, 1992.

Nonlin. Processes Geophys., 25, 291-300, 2018 www.nonlin-processes-geophys.net/25/291/2018/