Методика идентификации сигналов в зашумленных геофизических временных рядах

В работе рассматривается методика фликкер-шумовой спектроскопии для идентификации скрытых сигналов в статистически сильно зашумленных временных рядах. Метод позволяет выделять сигналы типа кратковременных всплесков и скачков, небольшая амплитуда которых визуально представляет собой случайные аномальные флуктуации отдельных участков временного ряда. Обобщенный фактор «нестационарности» временного ряда позволяет улучшить отношение сигнал/шум по сравнению с критериями, применяемыми в предыдущих работах.
Приводится апробация метода на примерах анализа значений атмосферного давления в предгрозовой период над мегаполисом Москвы. Полученный ряд величин фактора «нестационарности» указывает на появление предиктора за несколько часов до явного проявления фронта грозовых ячеек. Дополнительно рассмотрены временные ряды потока частиц космических лучей, достигающих уровня Земли. Вариации потока КЛ в предгрозовой период обусловлены турбулентными процессами в нижней стратосфере. Они генерируют волны в атмосфере (внутренние гравитационные волны), которые быстро распространяются и приводят к вариациям КЛ. Значимые величины во временном ряду фактора «нестационарности» для КЛ также появляются с опережением, по сравнению с грозовыми ячейками.
Предложенный метод может быть применен для анализа различных геофизических процессов.
Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ (грант 16-05-00997).