Преобразование Гильберта и свойства солнечных циклов в переменных “огибающая−мгновенная частота”

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

При анализе узкополосного сигнала часто используют преобразование Гильберта, что позволяет перейти к описанию процесса через медленно меняющиеся функции: огибающую (амплитуду) и, слабо зависящую от времени, характерную частоту сигнала – “мгновенную” частоту. По гладкости этих характеристик можно оценивать процесс и сопоставлять его в разные периоды. Этот подход применён при анализе спектральных компонент ряда среднемесячных чисел Вольфа. Такое описание основной и второй гармоник, дополненное свойствами длиннопериодной компоненты, дают достаточно полное представление о всем ряде среднемесячных чисел. В работе рассмотрено соответствие характеристик достоверных данных, при таком подходе, принятому описанию через параметры циклов (максимум цикла, длительности цикла и его ветви роста) и сконструирована “огибающая” максимумы циклов. Также представлена временная динамика “мгновенных” частот основной и второй гармоник всего ряда и отмечены значительные отличия в их поведении на интервалах соответствующих восстановленной и достоверной частям.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. Г. Шибаев

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Автор, ответственный за переписку.
Email: ishib@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

Список литературы

  1. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. М.: Мир, 540 с. 1989.
  2. Витинский Ю.И., Копецкий М., Куклин Г.В. Статистика пятнообразовательной деятельности Солнца. М.: Наука, 296 с. 1986.
  3. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Радио и связь, 512 с. 1986.
  4. Иванов-Холодный Г.С., Чертопруд В.Е. Солнечная активность // Исследование космического пространства. Т. 33. С. 3−99. 1990. (Итоги науки и техники. ВИНИТИ АН СССР)
  5. Ишков В.Н., Шибаев И.Г. Циклы солнечной активности: общие характеристики и современные границы прогнозирования // Изв. РАН Сер. физ. Т. 70. № 10. С. 1439–1442. 2006.
  6. Шибаев И.Г. Оценка восстановленной части ряда чисел Вольфа и возможность её коррекции // Астрономический вестн. Т. 42. № 1. С. 66−74. 2008.
  7. Friedli Th.K. Sunspot Observations of Rudolf Wolf from 1849 – 1893 // Solar Physics. V. 291. № 9-10. P. 2505–2517. 2016. https://doi.org/10.1007/s11207-016-0907-0
  8. Hathaway D.H. The Solar Cycle // Living Rev. Solar Phys. V. 12. № 4. 2015. https://doi.org/10.1007/lrsp-2015-4.
  9. Shibaev I., Ishkov V. Investigation of the statistical characteristics of Wolf numbers reliable series: Signs of solar cycles likelihood // Proceedings of Seventh Scientific Conference with International Participation SES 2011, Sofia, Bulgaria, 29 November – 01 December 2011. p. 297−301. 2012.
  10. Shirahate S. Intraclass rank tests for independence // Biometrika. V. 68. № 2. P. 451− 456. 1981.
  11. Solar-Terrestrial Influences on Weather and Climate // Proceeding of a Symposium. The Ohio State University, Columbus, Ohio, 24−28 August 1978. Dordrecht, Holland. 348 p. 1979.
  12. Usoskin I.G., Mursula K., Kovaltsov G.A. The lost sunspot cycle: Reanalysis of sunspot statistics // Astron. Astrophys. V. 403. № 2. P. 743–748. 2003.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Обзор отношения показаний новой и старой версий ряда WSN, ось ОХ — дата.

Скачать (20KB)
3. Рис. 2. (a) – спектр ряда Wtool, ось ОХ в обратных месяцах; (б) – обзор компонент Р1÷Р3, ось ОХ - дата; (в) – средние значения циклов () и средние значения Р1(Wtool) (+) на соответствующих этим циклам интервалам, ось ОХ — номер цикла; (г) – сопоставление рядов W*, P13 и обзор сконструированного ряда A13, ось ОХ — дата.

Скачать (49KB)
4. Рис. 3. Представление “огибающая–мгновенная частота” компонент Р2 (левая сторона) и Р3 ряда Wtool. На нижней панели рисунка представлена разность между рядами Р2(Wtool) / Р3(Wtool) и их узкополосными образами. По оси ОХ — дата.

Скачать (51KB)
5. Рис. 4. Обзор “мгновенных” частот компонент Р2 (слева) и Р3 всего ряда W, ось ОХ — дата.

Скачать (25KB)

© Российская академия наук, 2024