地磁気および太陽活動指数の時系列の複雑性解析

科学分野:

• 宇宙物理学
• 地球物理学
• 複雑系解析

背景:

• 地磁気および太陽活動指数は、宇宙天気ダイナミクスを理解するために不可欠である。
• それらの時系列は、高度な分析技術を必要とする複雑な挙動を示す。

研究 の 目的:

• 様々な地磁気および太陽活動指数の複雑性と記憶特性を調査すること。
• 長期相関対一時的な現象の研究に適した指数を区別すること。

主な方法:

• 時系列の複雑性を定量化するための多重エントロピー（MSE）分析。
• 長期記憶（ハースト指数）を評価するためのデトレンド化変動解析（DFA）および範囲の再スケール（R/S）テスト。
• ネットワーク特性と相関を特定するための可視グラフ（VG）分析。

主要な成果:

• MSE分析により、AEは最小限の複雑性を示し、AL、Dst、AU、pcはより高いエントロピーを示すことが明らかになった。
• DFAおよびR/S分析により、地磁気指数（ハースト指数 > 0.5）における長期記憶が確認された。
• 太陽指数およびAEは、他の地磁気指数とは異なり、一時的な現象の研究に適した特性を示した。

結論:

• 地磁気指数Kp、Dst、AL、AU、pcは、有意な長期相関記憶を示す。
• 太陽指数およびAE指数は、一時的な宇宙天気イベントの分析により適している。