Předpověď meteorologických veličin pomocí nelineárních metod analýzy časových řad
Hlavní řešitel:
Mgr. Jiří Mikšovský
Spoluřešitelé:
RNDr. Aleš Raidl, Ph.D.
Období řešení:
2002-2003
Celková dotace:
170 tis. Kč
Souhrn výsledků
Na klimatologických datech byl ověřen prediktivní potenciál tří nelineárních metod analýzy časových řad, konkrétně lokálně lineárních modelů v rekonstruovaném fázovém prostoru, neuronových sítí ve formě vícevrstvých perceptronů a radial basis function sítí. Pro různé druhy meteorologických řad a víceřadých systémů byly nalezeny optimální parametry pro aplikaci těchto metod a bylo provedeno srovnání s lineárními postupy (vícenásobná lineární regrese). Ukazuje se, že použití nelineárních metod předpovědi namísto lineárních může výrazně zpřesnit získané výsledky – podmínkou ale je, aby zkoumaný systém vykazoval znatelnou nelinearitu. Proto byly provedeny testy nelinearity zkoumaných řad a systémů za použití surrogate časových řad. Tyto testy ukázaly, že výrazná nelinearita se projevuje především u víceřadých systémů, a že se zmenšující se délkou řad projevy nelinearity slábnou, stejně jako při prodlužování predikčního času. Získané výsledky jsou v současné době vyžívány např. při řešení projektu MŽP ČR VaV/740/2/03, bod B „Regionalizace výstupů globálních klimatických modelů nelineárními metodami“ pro nelineární regionalizaci výstupů klimatických modelů, s cílem zpřesnit odhad dopadu budoucí klimatické změny na jednotlivé oblasti ČR.
Publikace Mikšovský J., Raidl A. (2002): Inverse approach to nonlinear time series prediction, Proceedings of contributed papers, Week of doctoral students (ed. J. Safrankova), MFF UK, Praha, s. 518-522 Mikšovský, J. , Raidl, A. (2002) : Nonlinear prediction as a tool for determining parameters for phase space reconstruction in meteorology, Geophysical Research Abstracts, 4, 4, 2002, s. 202656 Raidl, A. , Mikšovský, J. (2002): Characterization of nonlinear correlation in meteorological data using time delayed mutual information function, Geophysical Research Abstracts , 4, 4, 2002, s. 202846 Mikšovský, J. , Raidl, A. (2003): Multivariate phase space reconstruction of meteorological systems, Geophysical Research Abstracts, 5, 2003, s. 01916 Raidl, A. , Mikšovský, J. , Kalvová, J. (2003) : Nonlinear correlation of daily data in real, 1xCO2 and 2xCO2 GCM climates, Geophysical Research Abstracts, 5, 2003, s. 12539 Mikšovský, J., Raidl, A.: Phase space reconstruction: Some practical applications, přijato do Geophysical Research Abstracts Mikšovský, J., Raidl, A.: Surrogate testing of nonlinearity in climatic time series, (v přípravě, předp. termín odeslání: březen 2004) Mikšovský, J., Raidl, A.: Předběžný název :Appplications of nonlinear methods of time series analysis to climatic data (v přípravě, předp. termín odeslání: květen 2004) Doktorská disertační práce Jiřího Mikšovského. (v přípravě, předp. termín dokončení: červen 2004)
Dále bylo uskutečněno 8 prezentací (2 ústní a 6 posterů na mezinárodních konferencích) a vytvořen program pro realizaci předpovědi pomocí metody časových zpoždění. .