基于可见性图对加勒比海盆地区颗粒物（PM10）时间序列的多重分形表征
大气与海洋物理
2023-11-22 v1
摘要
充分了解污染物时间序列的行为对于制定策略和构建保护人类健康的工具至关重要。在加勒比地区，空气质量常因非洲沙尘的传输而恶化。文献中已知，暴露于空气动力学直径不大于10 {\mu}m的颗粒物（PM10）会引发许多不良健康影响，如呼吸系统和心血管疾病。据我们所知，尚无研究利用复杂网络框架对PM10时间序列进行分析。本研究使用所谓的可见性图（VG）方法，基于11年的数据库描述瓜德罗普群岛的PM10动态。首先，利用度分布对所有数据、低沙尘季（10月至4月）和高沙尘季（5月至9月）的PM10时间序列的分形性质进行了凸显。随后，通过两种途径即Rényi谱和奇异谱，利用多重分形分析对PM10时间序列动态进行了深入描述。所得结果与加勒比海盆地的PM10行为一致。两种方法均显示低沙尘季具有更高的多重分形程度。此外，多重分形参数表明低沙尘季具有更高的递归度和更低的均匀度。最后，中心性度量（度、紧密度和介数）凸显了全年PM10动态，且高沙尘季中心性值出现衰减。总之，所有这些结果清楚地表明VG是描述时间序列性质的稳健工具。
引用
@article{arxiv.2311.12072,
title = {Multifractal characterisation of particulate matter (PM10) time series in the Caribbean basin using visibility graphs},
author = {T. Plocoste and R. Carmona-Cabezas and F. J. Jimenez-Hornero and E. Gutierrez de Rave and R. Calif},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.12072},
year = {2023}
}