Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
Глава 8. Фрактальные временные рядыМногие наблюдения природных процессов приводят к временным зависимостям или рядам измерений. Например, имеются длинные ряды измерений температуры воздуха. В них ясно прослеживаются годичные вариации. Длительное измерение температуры обнаруживает ее беспорядочное поведение как на коротких, так и на длинных временных интервалах. Временные последовательности измерений таких величин, как температура, сток рек, количество осадков или толщина колец деревьев, можно исследовать с помощью метода нормированного размаха, или метода Херста. Такие последовательности измерений характеризуются показателем В этой главе мы опишем и обсудим метод анализа временных рядов, предложенный Херстом. Связанная проблема обобщенного броуновского движения рассмотрена в следующей главе. После обсуждения связи между самоподобными и самоаффинными кривыми мы применим метод нормированного размаха для изучения статистики высот морских волн. 8.1. Эмпирический закон Херста и метод нормированного размахаВсю жизнь Херст занимался изучением Нила и решением задач, связанных с накоплением водных ресурсов. Он открыл новый статистический метод, метод нормированного размаха (метод Задача заключается в том, чтобы найти оптимальный объем резервуара по заданному набору измерений стока воды из озера. Оптимален тот резервуар, который никогда не переполняется и не пустеет. В течение каждого года
Рис. 8.1. Годовой сток Средний приток за период
Это среднее должно равняться объему, ежегодно спускаемому из резервуара. Пусть
Для
где дискретное время, принимающее целочисленные значения, а Ясно, что размах зависит от рассматриваемого периода
Рис. 8.2. Резервуар с притоком отклонение регулируемого стока от притока равно Херст исследовал многие природные процессы, такие, как сток рек, отложение ила и рост колец деревьев. При этом он использовал безразмерное отношение
Рис. 8.3. Накопленное в первые 30 лет отклонение от среднего стока Стандартное отклонение можно оценить по наблюдениям:
Как обнаружил Херст, для многих временных рядов наблюдаемый нормированный размах R/S очень хорошо описывается эмпирическим соотношением
Показатель Херста Рис. 8.4, взятый из книги Херста, иллюстрирует качество соответствия между эмпирическим законом Херста (8.5) и наблюдениями.
Рис. 8.4. Метод нормированного размаха для различных естественных процессов. По оси абсцисс указана длительность анализируемого периода (см. скан) Собранные Херстом статистические данные показаны в табл. 8.1, из которой видно, что для многих естественных процессов
|
1 |
Оглавление
|