Não-estacionariedade de séries temporais turbulentas e a grande variabilidade dos fluxos nas baixas freqüências
Fecha
2011-08-11Metadatos
Mostrar el registro completo del ítemResumen
A complexidade de escoamentos turbulentos causa dificuldade para a descrição de
fenômenos complexos, como o transporte de grandezas vetoriais e escalares na baixa atmosfera,
fazendo com que a análise de dados experimentais, principalmente séries temporais,
seja amplamente utilizada. O método mais utilizado pela comunidade micrometeorológica
para quantificar esse transporte pela turbulência está associado à determinação da
covariância entre duas variáveis. Sabe-se que a determinação de quantidades estatísticas
para janelas temporais muito longas resulta em uma grande incerteza nos valores dos fluxos
obtidos através desse método. Ao mesmo tempo, a teoria indica que o procedimento
de associar fluxos a covariâncias estatísticas só vale para séries temporalmente estacionárias.
O objetivo deste trabalho é testar a hipótese de que a incerteza das estimativas esteja
relacionada diretamente com a não-estacionariedade das séries temporais. Para entendermos
melhor isso, usamos uma metodologia baseada em um conjunto de testes estatísticos
paramétricos e não-paramétricos de hipótese nula. Os testes considerados são o teste-T,
teste-F, teste da mediana, teste-U e o teste das interações. Os resultados dos testes são
ainda comparados com os obtidos com dois métodos de decomposição de sinais: a análise
de multiresolução e a Decomposição Empírica de Modos. Os resultados sugerem que
a variabilidade dos fluxos nas grandes escalas temporais está associada diretamente com
a presença de tendências e componentes de baixa frequência nas séries analisadas, e que
este fato está mais ligado à limitação observacional em que a análise é realizada do que propriamente
com a não-estacionariedade, já que esta última é uma propriedade de ensemble e
não de apenas uma realização. Esta limitação sugere a definição de um conceito mais prático
de estacionariedade de primeira ordem, que seja associado à presença de tendências
ou componentes de baixa frequência com energias da ordem ou maiores que a energia das
escalas turbulentas. Por esse motivo podemos afirmar que na análise de dados atmosféricos
o teste das interações mostrou-se, entre todos os considerados, o mais sensível à presença
de tendências, permitindo inclusive a obtenção de uma escala temporal na qual os eventos
de meso/submesoescala ganham importância.