INFORMAÇÃO MÚTUA ENTRE RADIAÇÃO LÍQUIDA MEDIDA E RECONSTITUÍDA A PARTIR DE SÉRIES TEMPORAIS DE TEMPERATURA
DOI:
10.31413/nativa.v11i1.14190Palavras-chave:
Teorema de Takens, informação, micrometeorologia, termodinâmica do não-equilíbrio, análise de séries temporaisResumo
Compreender a dinâmica de sistemas ambientais segundo abordagem que envolve a Teoria dos Sistemas Complexos é um objeto de estudo que se apresenta como alternativa perante a utilização de modelagens clássicas. O presente trabalho é dedicado à utilização do Teorema de Takens para reconstruir a dinâmica micrometeorológica da Reserva Biológica de Jaru (RO), utilizando séries temporais da temperatura do ar, particularmente, extraindo informações sobre a radiação líquida a partir da temperatura do ar, utilizando a técnica da rotação do espaço de tempos defasados. A reprodução da dinâmica do sistema utilizando apenas séries de temperatura do ar indica que essa variável carrega informações das demais variáveis, além de informações do sistema como um todo. Utilizando a análise de informação mútua, foi estudado o quanto de informação a temperatura do ar carrega sobre a radiação líquida. Os resultados apontam que, no período de seca, a temperatura retém cerca de 80% de informação a respeito da radiação líquida e, no período, chuvoso, 60%.
Palavras-chave: teorema de Takens; microclimatologia; termodinâmica do não-equilíbrio; análise de séries temporais.
Mutual information between measured net radiation and reconstructed by means of temperature time series
ABSTRACT: Understanding the dynamics of environmental systems according to an approach that involves the Theory of Complex Systems is an object of study that presents itself as an alternative to the use of classical models. The present work is dedicated to the use of Takens' Theorem to reconstruct the micrometeorological dynamics of the Jaru Biological Reserve (RO – Brazil), using time series of air temperature, particularly extracting information about the net radiation from the temperature, using the technique of rotation of lagged times space. The reproduction of the system dynamics using only air temperature series indicates that this variable carries information from the other variables, in addition to information about the system as a whole. Using mutual information analysis, it was studied how much information the air temperature carries on the net radiation. The results indicate that, in the dry period, the temperature retains about 80% of information regarding net radiation and, in the rainy period, 60%.
Keywords: Takens theorem; microclimatology; non-equilibrium thermodynamics; time series analysis.
Referências
ABARBANEL, H. D. I.; BROWN, R.; SIDOROWICH, J. J.; TSIMRING, L. S. The analysis of observed chaotic data in physical systems. Reviews of Modern Physics, v. 65, n. 4, 1993. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.65.1331
ANDRADE, N. L. R.; AGUIAR, R. G.; SANCHES, L.; ALVES, É. C. R. F.; NOGUEIRA, J. S. Partição do saldo de radiação em áreas de floresta amazônica e floresta de transição Amazônia-cerrado. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 24, n. 3, p. 346-355, 2009. https://doi.org/10.1590/S0102-77862009000300008
CAPISTRANO, V. B. Análise de Séries Temporais de Variáveis Microclimatológicas Medidas em Sinop-MT Utilizando a Teoria da Complexidade. 62p. Dissertação [Mestrado em Física Ambiental] - Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá, 2007.
DA FRANCA, R. R. Climatologia das chuvas em Rondônia - período 1981-2011. Revista Geografias, p. 44-58, 2015. https://doi.org/10.35699/2237-549X..13392
DE PAULO, S. R.; DE PAULO, I. J. C.; DE DECKER. Reconstructing the micrometeorological dynamics of the southern Amazonian transitional forest. Chaos, v. 25, e123123, 2015. https://doi.org/10.1063/1.4938188
FERREIRA, H. S.; DE PAULO, S. R.; DE PAULO, I. J. C. Dinâmica da temperatura do ar de uma floresta de transição no norte de Mato Grosso. Nativa, v. 5, n. esp., p. 504-508, 2017a. http://dx.doi.org/10.5935/2318-7670.v5i74516
FERREIRA, H. S.; DE PAULO, S. R.; DE PAULO, I. J. C. Aplicação do método de variáveis defasadas no estudo da temperatura média do ar em uma floresta de transição do norte de Mato Grosso. Nativa, v. 5, n. esp., p. 477-482, 2017b. http://dx.doi.org/10.5935/2318-7670.v5i7.4497
GHIL, M.; ALLEN, M. R.; DETTINGER, M. D.; IDE, K.; KONDRASHOV, D.; MANN, M. E.; ROBERTSON, A. W.; SAUNDERS, A.; TIAN, Y.; VARADI, F.; YIOU, P. Advanced Spectral Methods for Climatic Time Series. Reviews of Geophysics, v. 40, n. 1, p. 3.1-3.41, 2002. https://doi.org/10.1029/2000RG000092
PALÚ, A. E. R. Determinação do tempo de defasagem mais adequado para análise de séries temporais de variáveis microclimatológicas medidas numa floresta de transição no Norte de Mato Grosso. 48p. Dissertação [Mestrado em Física Ambiental] –Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá, 2008.
PRADO, M. F. Desenvolvimento de uma metodologia para obtenção de informações sobre saldo de radiação a partir da temperatura do ar em ecossistemas naturais. 68p. Tese [Doutorado em Física Ambiental] – Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá, 2017.
RAMESH, N.; CANE, M. A. The predictability of tropical Pacific decadal variability: insights from attractor reconstruction. Journal of the Atmospheric Sciences, v. 76, n. 3, p. 801-819, 2019. https://doi.org/10.1175/JAS-D-18-0114.1
TAKENS, F. Detecting strange attractors in turbulence. In: RAND, D. A.; YOUNG, L. S. (Eds). Dynamical systems and turbulence. Lecture Notes in Mathematics, n. 898, p. 366-381. Berlin, Germany: Springer. 1981.
WOODSIDE, A. G.; NAGY, G.; MEGEHEE, C. M. Applying complexity theory: a primer for identifying and modeling firm anomalies. Journal of Innovation & Knowledge, v. 3, n. 1, p. 9-25, 2018. https://doi.org/10.1016/j.jik.2017.07.001
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