Geoinformática y geoestadística: descripción general

Un modelo híbrido que utiliza series temporales y cadenas de Markov para la detección de las principales periodicidades en los datos de temperatura del volcán Nisyros, en el sur del Egeo

Marsellos AE, Tsakiri KG, Kapetanakis S y Kyriakopoulos K

El volcán Nisyros ha mostrado una serie de eventos volcánicos y sismo-tectónicos, incluyendo recientes erupciones freáticas volcánicas que invadieron una capa impermeable cerca de la superficie. Los fenómenos geológicos y atmosféricos contribuyen a la emisión de calor del sistema hidrotermal. Para monitorear las fluctuaciones de temperatura de una emisión de gas de ventilación en Nisyros, se ha instalado un sensor de temperatura en una fumarola cerca de los sitios Lofos y Laki. Se analizaron datos de temperatura brutos y descompuestos para determinar los ciclos de contribución de calor en la superficie a partir de la actividad volcánica endógena y de la interacción con la temperatura atmosférica. La descomposición de series de tiempo utilizando el filtro de Kolmogorov-Zurbenko y el enfoque de cadena de Markov se han utilizado como herramientas complementarias para la determinación de las principales periodicidades en los datos de temperatura. El filtro de Kolmogorov-Zurbenko se utiliza para la descomposición de series de tiempo de los datos de temperatura en el
componente de largo y corto plazo de la serie de tiempo. El análisis de cadena de Markov se utilizó para determinar de manera probabilística la periodicidad en los datos de temperatura y el impacto de la carga agregada en la previsión. Mediante el análisis espectral y el análisis de conglomerados, determinamos las principales periodicidades de los ciclos de contribución de calor a corto y largo plazo. Los datos de temperatura sin procesar han mostrado una frecuencia acelerada de descensos horarios de temperatura en la superficie. Se producen pequeños descensos de temperatura en las temperaturas atmosféricas más cálidas y descensos drásticos de temperatura en las temperaturas atmosféricas más frías. Un fenómeno físico o mecánico puede impedir que el calor llegue a la superficie. La descomposición de series temporales funciona bien en ciclos de largo plazo, mientras que la cadena de Markov funciona mejor en ciclos de corto plazo.
Ambos períodos están relacionados con los ciclos que se producen en el mar Egeo. Dado que Nisyros es una isla, las mediciones de temperatura probablemente se vean afectadas por varios fenómenos (ciclones, mareas marinas) que ocurren en el mar y afectan a la convección hidrotermal.