分数布朗运动及其多重分形分析在巴拉那河流量中的应用
大气与海洋物理
2020-02-12 v1
摘要
众多不同的分析技术已被用于分析来自不同河流的长时间序列数据，起点为Hurst系数的确定。我们概述分形、多重分形与分数布朗运动（FBM）的概念，并将若干此类技术应用于阿根廷Corrientes站记录的巴拉那河106年日流量数据。在确定整组数据的Hurst系数（H = 0.76）后，我们分析四个季节各自的数据并绘制相应的FBM图及其多重分形谱（MFS）。其中三个季节相似，但秋季在FBM与MFS上均迥异。基于MFS结果，我们提出若干衡量流量变化的指标，并确定这些指标在三个相似季节的值。指标基于多重分形谱的重要参数。谱的几何形态与指标均表明冬季是最稳定的季节。这与季节流量数据的箱线图相反，其中冬季呈现最大变异。因此，这些指标提供了河流流量稳定性的洞察，未被基础统计分析检出，且实则与之矛盾。
引用
@article{arxiv.2002.04532,
title = {Fractional Brownian Motions and their multifractal analysis applied to Parana river flow},
author = {M. N. Piacquadio Losada and R. Seoane and A. de la Barra and L. F. Caram},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.04532},
year = {2020}
}
备注
18 pages, 10 figures