水文地质时间序列的长程性质与数据有效性：以 Paglia 河为例

本文探讨了位于意大利中部的 Paglia 河径流的大量观测数据集合，该集合包含约 377,000 条观测值，时间跨度超过 20 年，采样频率为 30 分钟。我们通过计算 Hurst 指数分析了该序列的长期持久性特征，不仅分析了其原始形式，还通过在滚动窗口基础上分析 Hurst 指数，从演化的视角进行了考察。用于持久性分析的方法学工具是去趋势波动分析（DFA），该方法被经典地认为适用于我们的目的。作为辅助性探索，我们通过评估数据是否表现出 Benford 定律所陈述的规律性，对数据有效性进行了检验。结果从不同角度来看都很有意义。首先，我们表明 Paglia 河径流表现出周期性，这大致暗示了其与 El Nino 和北大西洋涛动存在某些共同行为：这具体指向了这些海洋现象对相距甚远的地理区域的水文地质平衡产生的（不一定是直接的）影响：然而，这一假设需要进一步的分析来验证。其次，径流序列表现出反持久性行为。第三，数据与 Benford 定律不一致：这表明测量标准应被适时修订。第四，径流分布可以由离散广义 Beta 分布很好地近似：这与所测径流是复杂系统的输出结果这一事实非常吻合。