以动态时间规整评估太阳风时间序列
太阳与恒星天体物理
2022-03-30 v2 天体物理仪器与方法
数据分析、统计与概率
空间物理
摘要
过去几十年间，国际上已做出诸多尝试以开发 realistic 的空间天气预测工具，旨在预报太阳及行星际环境中的状况。这些努力催生了适当的度量指标以评估此类工具的性能。度量指标对于验证模型、比较不同模型以及监测特定模型随时间的改进必不可少。本文中，我们引入动态时间规整（DTW）作为一种替代方法来评估模型性能，特别是量化观测与建模的太阳风时间序列之间的差异。我们展示了该方法的优势与缺陷，以及其在 WIND 观测与 EUHFORIA 对地球的预测中的应用。我们表明 DTW 可在时间上扭曲序列，旨在通过动态规划以最小代价对齐它们。它可用于建模太阳风时间序列评估的两种方式。第一种计算序列相似因子（SSF），该数值相较于理想与非理想预测场景提供了预测优劣的量化。第二种方式量化两序列间最佳匹配点之间的时间与幅度差异。因此，DTW 可作为一种介于连续测量（如相关系数）与点对点比较之间的混合度量。它是一种用于评估太阳风轮廓的有前景的技术，可一次性提供模型最完整的评估画像。
引用
@article{arxiv.2109.07873,
title = {The Dynamic Time Warping as a Means to Assess Solar Wind Time Series},
author = {Evangelia Samara and Brecht Laperre and Rungployphan Kieokaew and Manuela Temmer and Christine Verbeke and Luciano Rodriguez and Jasmina Magdalenic and Stefaan Poedts},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.07873},
year = {2022}
}
备注
Accepted for publication in The Astrophysical Journal (ApJ) in January 2022. (Comment: Section 5 has been updated as well as a number of figures, compared to the previous version. None of them affected the final results and conclusions. Also, a number of typos have been corrected)