Geoinformática e Geoestatística: Uma Visão Geral

Um modelo híbrido usando séries temporais e cadeia de Markov para a detecção das principais periodicidades nos dados de temperatura no vulcão Nisyros, no sul do mar Egeu

Marsellos AE, Tsakiri KG, Kapetanakis S e Kyriakopoulos K

O vulcão Nisyros apresentou uma série de eventos vulcânicos e sismo-tectônicos, incluindo erupções vulcânicas freáticas recentes que se intrometeram em uma camada impermeável perto da superfície. Fenômenos geológicos e atmosféricos contribuem para a saída de calor do sistema hidrotermal. Para monitorar as flutuações de temperatura de uma emissão de gás de ventilação em Nisyros, um sensor de temperatura foi instalado em uma fumarola perto dos locais de Lofos e Laki. Dados de temperatura brutos e decompostos foram analisados ​​para determinar os ciclos de contribuição de calor na superfície da atividade vulcânica endógena e da interação com a temperatura atmosférica. A decomposição de séries temporais usando o filtro Kolmogorov-Zurbenko e a abordagem da cadeia de Markov foram utilizadas como ferramentas complementares para a determinação das principais periodicidades nos dados de temperatura. O filtro Kolmogorov-Zurbenko é usado para a decomposição de séries temporais dos dados de temperatura no
componente de longo e curto prazo da série temporal. A análise da cadeia de Markov foi usada para determinar probabilisticamente a periodicidade nos dados de temperatura e o impacto da carga agregada na previsão. Usando análise espectral e análise de cluster, determinamos as principais periodicidades dos ciclos de longo e curto prazo de contribuição de calor. Dados brutos de temperatura mostraram uma frequência acelerada de reduções horárias de temperatura na superfície. Pequenas reduções de temperatura ocorrem dentro de temperaturas atmosféricas mais quentes e reduções drásticas de temperatura ocorrem durante temperaturas atmosféricas mais frias. Um fenômeno físico ou mecânico pode impedir que o calor alcance a superfície. A decomposição da série temporal tem bom desempenho em ciclos de longo prazo, enquanto a cadeia de Markov tem melhor desempenho em ciclos de curto prazo.
Ambos os períodos estão relacionados a ciclones que ocorrem no Mar Egeu. Como Nisyros é uma ilha, as medições de temperatura são provavelmente afetadas por vários fenômenos (ciclones, marés marítimas) que ocorrem no mar e afetam a convecção hidrotermal.