Геофизические процессы и биосфера: статья

ПРИМЕНЕНИЕ НОВОГО МЕТОДА СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ СИНХРОННОСТИ ПРОЦЕССОВ В ГЕЛИОБИОЛОГИИ
В.А. ОЖЕРЕДОВ
Т.К. БРЕУС
Институт космических исследований РАН
Журнал: Геофизические процессы и биосфера
Том: 16
Номер: 4
Год: 2017
Страницы: 37-55
УДК: 57.045; 57
DOI: 10.21455/GPB2017.4-4
Ключевые слова: обобщение «спектрального» формализма, фильтрация сигнала, генерация ортонормированного базиса, гелиобиофизика
Аннотация: До настоящего времени основным носителем информации в биологических и гелиогеофизических сигналах считалась сумма периодических вариаций. Однако далеко не все представляющие интерес временные ряды содержат доминирующие периодические компоненты. Использованный в данной работе релаксационный анализ позволяет обобщить «спектральный» формализм на сигналы, не представимые в виде суммы ограниченного числа квазипериодических компонентов. Разработан алгоритм фильтрации шумов и длиннопериодных трендов, основанный на разделении исходного сигнала на быстро и медленно релаксирующие компоненты, и доказана основная теорема, гарантирующая его работоспособность. Описан метод построения ортонормированного базиса, компоненты которого обладают строго определенным временем релаксации. Результат разложения сигнала по этому базису мы называем релаксационным спектром. С его помощью возможно разделение временного ряда на сигнал и шум или осцилляцию и тренд в случае отсутствия адекватных фурье- или стохастических моделей. На основе автоматического алгоритма выделения достоверных спектральных пиков популяционных и гелиогеомагнитных временных рядов и выявления сходных пиков через меру Съеренсена подтверждена высказанная гелиобиологами ранее гипотеза о том, что наиболее существенно на физиологические показатели биологических объектов (в том числе популяции в целом) влияют геомагнитные ритмы с периодами вблизи 7 и 9 сут.