Exportar este item: EndNote BibTex

Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/7778
Tipo do documento: Tese
Título: Análise das propriedades multifractais das séries climáticas no Brasil
Autor: SILVA, Hérica Santos da 
Primeiro orientador: STOSIC, Tatijana
Primeiro coorientador: STOSIC, Borko
Primeiro membro da banca: ARAÚJO, Lázaro de Souto
Segundo membro da banca: BEJAN, Lucian Bogdan
Terceiro membro da banca: CUNHA FILHO, Moacyr
Quarto membro da banca: STOSIC, Borko
Resumo: A investigação da dinâmica de variáveis climáticas pode fornecer informações importantes sobre a sua variabilidade espaço-temporal. O entendimento sobre esses processos é fundamental para o desenvolvimento de modelos preditivos climáticos. As variáveis climáticas dependem de uma diversidade de processos naturais e mostram flutuações aleatórias em diferentes escalas temporais e espaciais, e os métodos estatísticos lineares são insuficientes para uma análise completa de séries temporais. Desta forma, a fim de compreender a complexidade temporal dos elementos climáticos (temperatura do ar (máxima, mínima, média), umidade relativa média do ar e velocidade média do vento) no Brasil, utilizou-se a análise multifractal das flutuações destendenciada (Multifractal detrended fluctuation analysis - MF-DFA) para analisar as propriedades multifractais de séries históricas dessas variáveis, fornecidas pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), em 265 estações meteorológicas distribuídas no Brasil. Os resultados apontam que o processo que gera a variabilidade dessas variáveis climáticas segue a dinâmica multifractal, com maior influência do componente sazonal sobre as séries. Observou-se uma autocorrelação persistente apenas nas variáveis temperatura média, máxima e mínima, e essa persistência é mais forte na proximidade da linha do Equador. O grau de multifractalidade indicado pela largura do espectro multifractal varia entre as regiões, visto que, para as variáveis temperatura média e mínima, observou-se um padrão espacial no qual as regiões próximas da linha do Equador apresentaram um menor grau. Já em relação ao parâmetro de assimetria, verificou-se uma distribuição espacial homogênea, em que todas as variáveis estudadas a multifractalidade é mais influenciada pelas pequenas flutuações. Além disso, investigou-se a causa de multifractalidade, analisando as séries randomizadas. Para a maioria das variáveis meteorológicas estudadas, a multifractalidade deve-se à função de densidade de probabilidade e/ou à ação conjunta da função de densidade de probabilidade e de correlações de longo alcance. Os resultados observados indicam que a modelagem da memória longa em séries temporais de variáveis climáticas deveria ser feita por meio de um modelo multifractal e pode contribuir para o desenvolvimento de modelos preditivos mais confiáveis.
Abstract: Research on the dynamics of climate variables can provide important information about their spatio-temporal variability. The understanding of these processes is fundamental for the development of predictive climate models. Climatic variables depend on a variety of natural processes and show random fluctuations at different time and space scales, and linear statistical methods are insufficient for a full time series analysis. Thus, in order to understand the temporal complexity of climatic elements (air temperature (maximum, minimum, average), mean air humidity and mean wind velocity), we used the multifractal detrended fluctuation analysis (MF-DFA) to analyze the multifractal properties of historical series of these variables, provided by the National Institute of Meteorology (INMET), for 265 meteorological stations distributed in Brazil. The results indicate that the process that generates the variability of these climatic variables follows the multifractal dynamics, with greater influence of the seasonal component on the series. It was observed a persistent autocorrelation only in the variables average, maximum and minimum temperature, and this persistence is stronger in the proximity of the line of the Equator. The degree of multifractality indicated by the width of the multifractal spectrum varies between regions, since, for the variables average and minimum temperature, a spatial pattern was observed in which the regions near the equator line presented a lower degree. Regarding the parameter of asymmetry, a homogeneous spatial distribution was observed, and for all variables studied multifractality is more influenced by the small fluctuations, indicating that the temporal component with the greatest influence on these variables was the seasonality. In addition, we investigated the cause of multifractality by analyzing the randomized series. For most meteorological variables studied, multifractality is due to the probability density function and/or to the joint action of the probability density function and long-range correlations. The results indicate that the modeling of long memory in time series of climatic variables should be done through a multifractal model and may contribute to the development of more reliable predictive models.
Palavras-chave: Análise multifractal
Variável climática
Série temporal
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::PROBABILIDADE E ESTATISTICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal Rural de Pernambuco
Sigla da instituição: UFRPE
Departamento: Departamento de Estatística e Informática
Programa: Programa de Pós-Graduação em Biometria e Estatística Aplicada
Citação: SILVA, Hérica Santos da. Análise das propriedades multifractais das séries climáticas no Brasil. 2018. 109 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Biometria e Estatística Aplicada) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/7778
Data de defesa: 11-Out-2018
Aparece nas coleções:Doutorado em Biometria e Estatística Aplicada

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
Herica Santos da Silva.pdfDocumento principal2,98 MBAdobe PDFBaixar/Abrir Pré-Visualizar


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.