Effect of rate of change of parameter on early warning signals for critical transitions

霍普夫分叉 缩放比例 统计物理学 预警系统 控制理论(社会学) 自相关 去趋势波动分析 数学 临界指数 赫斯特指数 分叉 物理 统计 计算机科学 非线性系统 控制(管理) 量子力学 电信 几何学 人工智能
作者
Induja Pavithran,R. I. Sujith
出处
期刊:Chaos [American Institute of Physics]
卷期号:31 (1) 被引量:8
标识
DOI:10.1063/5.0025533
摘要

Many dynamical systems exhibit abrupt transitions or tipping as the control parameter is varied. In scenarios where the parameter is varied continuously, the rate of change of the control parameter greatly affects the performance of early warning signals (EWS) for such critical transitions. We study the impact of variation of the control parameter with a finite rate on the performance of EWS for critical transitions in a thermoacoustic system (a horizontal Rijke tube) exhibiting subcritical Hopf bifurcation. There is a growing interest in developing early warning signals for tipping in real systems. First, we explore the efficacy of early warning signals based on critical slowing down and fractal characteristics. From this study, lag-1 autocorrelation (AC) and Hurst exponent (H) are found to be good measures to predict the transition well before the tipping point. The warning time, obtained using AC and H, reduces with an increase in the rate of change of the control parameter following an inverse power law relation. Hence, for very fast rates, the warning time may be too short to perform any control action. Furthermore, we report the observation of a hyperexponential scaling relation between the AC and the variance of fluctuations during such a dynamic Hopf bifurcation. We construct a theoretical model for noisy Hopf bifurcation wherein the control parameter is continuously varied at different rates to study the effect of rate of change of the parameter on EWS. Similar results, including the hyperexponential scaling, are observed in the model as well.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
yfjia完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
思源应助JLL丽丽采纳,获得10
3秒前
4秒前
5秒前
一南发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
7秒前
xingyu发布了新的文献求助10
9秒前
boblau完成签到,获得积分10
9秒前
飘逸的翼完成签到,获得积分10
10秒前
Hello应助keep采纳,获得10
13秒前
科研通AI2S应助一南采纳,获得10
15秒前
xiaoyaoyou完成签到,获得积分10
16秒前
怕黑剑身应助夜雨采纳,获得10
17秒前
李文岐完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
20秒前
20秒前
caser0511完成签到,获得积分10
21秒前
leftarrow发布了新的文献求助100
21秒前
英姑应助天真烧鹅采纳,获得10
21秒前
pppppristine发布了新的文献求助10
23秒前
Achhz发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
张先生发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
Enola完成签到 ,获得积分10
26秒前
26秒前
Y888888应助Zzz采纳,获得10
26秒前
细腻忆之发布了新的文献求助10
26秒前
30秒前
30秒前
酷奔完成签到 ,获得积分10
30秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Römisch-Germanische Forschungen 1000
The Oxford Handbook of Digital Classical Studies 550
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7618256
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9193532
关于积分的说明 19704516
捐赠科研通 7190749
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3272214
关于科研通互助平台的介绍 2434900
邀请新用户注册赠送积分活动 2267419