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
程澄发布了新的文献求助10
1秒前
onmyway完成签到,获得积分10
1秒前
酷波er应助也是来学习了采纳,获得10
2秒前
tigerli完成签到,获得积分10
2秒前
胡六条完成签到,获得积分10
3秒前
orange发布了新的文献求助10
3秒前
星辰大海应助清爽灵萱采纳,获得10
3秒前
李大洋发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
瘦瘦听云发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
奋斗的铅笔完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
月亮不会奔你而来完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI6.2应助沐阳采纳,获得10
5秒前
6秒前
zsyf完成签到,获得积分10
6秒前
今后应助小研不咸采纳,获得10
6秒前
爆米花应助你猜采纳,获得10
6秒前
8秒前
eason发布了新的文献求助100
8秒前
宁幼萱发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
CHL5722发布了新的文献求助20
8秒前
8秒前
9秒前
齐济发布了新的文献求助30
10秒前
思源应助cj采纳,获得10
10秒前
周林发布了新的文献求助10
11秒前
共享精神应助拼搏的绿旋采纳,获得10
11秒前
Lucas应助优雅的佳佳采纳,获得10
12秒前
12秒前
ruanruan发布了新的文献求助30
14秒前
dabriaolga完成签到,获得积分10
14秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
LiuJiateng应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
高分求助中
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6011101
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7559327
关于积分的说明 16136201
捐赠科研通 5157911
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2762565
邀请新用户注册赠送积分活动 1741231
关于科研通互助平台的介绍 1633582