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在短于太阳黑子周期的时间尺度上太阳活动是否存在长程记忆性?

空间物理 2015-06-03 v1 太阳与恒星天体物理 应用统计

摘要

我们对太阳黑子数(SSN)、总太阳辐照度(TSI)、一次TSI重构以及太阳耀斑指数(SFI)进行了长程持续性(LRP)分析。标准Hurst分析得出 H0.9H \approx 0.9,表明存在强LRP。然而,由于近乎周期性的11年平滑分量,太阳活动时间序列是非平稳的,且该分析无法给出随机分量的正确 HH 值。通过去趋势涨落分析(DFA)可获得更好的估计,但由于时间记录较短,估计存在偏差且误差较大。这些时间序列可建模为 x(t)=y(t)+σy(t)wH(t)x(t)=y(t)+\sigma \sqrt{y(t)}\, w_H(t) 形式的随机过程,其中 y(t)y(t) 是平滑分量,wH(t)w_H(t) 是Hurst指数为 HH 的平稳分数噪声。利用随机模型的数值解集合以及贝叶斯定理的应用,我们可以获得 HH 的偏差和误差棒,并检验过程不相关(H=1/2H=1/2)的假设。从现有数据集得出的结论是,SSN、TSI和TSI重构几乎肯定是长程持续的,但最概然值为 H0.7H\approx 0.7。然而,SFI过程要么非常弱地持续(H<0.6H<0.6),要么完全不相关。TSI及其重构之间随机性质的一些差异表明重构方案中存在某些误差。

关键词

引用

@article{arxiv.1111.4787,
  title  = {Is there long-range memory in solar activity on time scales shorter than the sunspot period?},
  author = {Martin Rypdal and Kristoffer Rypdal},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1111.4787},
  year   = {2015}
}

备注

23 pages, 12 figures