由 Dst 指数中递归模式揭示的磁层起伏时间组织
大气与海洋物理
2018-02-06 v1 混沌动力学
摘要
磁暴构成了非线性磁层动力学中最显著的大尺度现象。利用复杂度度量研究以地磁活动指数数据表示的宏观变率动力学组织，为识别潜在过程及相关时间尺度提供了一种有前景的方法。在此，我们应用递归量化分析 (RQA) 和递归网络分析 (RNA) 的一系列特征，以揭示在磁暴期与普通变率期期间每小时扰动风暴时间 (Dst) 指数的若干关键非线性特征。我们的结果表明，基于递归的度量可作为沿非平稳地磁活动记录动力学复杂度变化的优秀示踪剂。特别是，捕获时间（刻画观测动力学中“层流相”的典型长度）和递归网络传递性（与系统有效动力学自由度数量相关）能够非常好地区分磁暴期与宁静期。总体而言，某些 RQA 和 RNA 特征区分风暴与非风暴时段的能力与先前考虑的其他非线性特征（如 Hurst 指数或基于符号动力学的熵概念）相当甚至更优。我们的结果指出了递归特征在揭示磁层动力学复杂度时间变化方面的未来潜力。
引用
@article{arxiv.1802.01426,
title = {Temporal organization of magnetospheric fluctuations unveiled by recurrence patterns in the Dst index},
author = {Reik V. Donner and Veronika Stolbova and Georgios Balasis and Jonathan F. Donges and Marina Georgiou and Stelios M. Potirakis and Jürgen Kurths},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.01426},
year = {2018}
}