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%0 Thesis
%4 urlib.net/www/2022/02.01.16.47
%2 urlib.net/www/2022/02.01.16.47.38
%T Complex network metrics in a meteorological context
%J Métricas de redes complexas em um contexto meteorológico
%D 2022
%8 2022-01-28
%9 Dissertação (Mestrado em Computação Aplicada)
%P 59
%A Jorge, Aurelienne Aparecida Souza,
%E Quiles, Marcos Gonçalves (presidente) ,
%E Santos, Leonardo Bacelar Lima (orientador) ,
%E Costa, Izabelly Carvalho (orientadora) ,
%E Santos, Rafael Duarte Coelho dos ,
%E Freitas, Vander Luiz de Souza,
%I Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
%C São José dos Campos
%K networks, graph theory, meteorological radar, precipitation, redes complexas, teoria dos grafos, radar meteorológico, precipitação.
%X The study of Complex Networks represents an essential contribution to science as a tool to describe the structure of a wide range of complex systems in nature. Concerning atmospheric sciences, complex networks have been applied to climate data analysis, dealing with long-period and low-resolution data. Only a few works have been held in the weather domain, dealing with short-term changes in the atmosphere and manipulating spatial and temporal high-resolution data. What are the geographical and temporal signatures of meteorological processes in precipitation networks? To answer that, we present three case studies analyzing the behavior of network structures related to precipitation time series. The first one approaches the relations between topological and geographical distances and the spatial dependence inherent in a precipitation network. Our second case study compares different similarity measures and criteria for building up the networks, resulting in geographical findings: networks from distinct criteria occupying different spatial positions on a watershed, with a small number of shared edges. Finally, the last case study presents a description of the relations between topological metrics and meteorological properties in a series of precipitation events. As a result, we have explored the characteristics of meteorological networks in distinct scenarios, considering their spatial and temporal components. This way, we have prepared a basis for future research involving the application of complex networks to anticipate extreme weather events. RESUMO: O estudo das Redes Complexas representa uma contribuição importante à ciência como ferramenta para descrever a estrutura de uma variedade de sistemas complexos na natureza. No que se refere à área das Ciências Atmosféricas, as redes complexas têm sido aplicadas na análise de dados climáticos, envolvendo longas séries temporais e dados com baixa resolução. Até então, apenas algumas pesquisas foram realizadas na escala do tempo, tratando mudanças a curto prazo na atmosfera e manipulando dados com alta resolução espacial e temporal. Quais são as assinaturas geográficas e temporais de processos meteorológicos em redes de precipitação? Para responder a essa pergunta, apresentamos três estudos de caso analisando o comportamento de estruturas de rede relacionadas a séries temporais de precipitação. O primeiro aborda as relações entre as distâncias topológicas e geográficas e a dependência espacial inerente a uma rede de precipitação. No nosso segundo estudo de caso, comparamos diferentes métricas de similaridade e critérios para a construção das redes, com descobertas geográficas como resultado: redes de distintos critérios ocupando diferentes posições espaciais em uma bacia, com um pequeno número de arestas compartilhadas. Por fim, o nosso último estudo de caso apresenta uma descrição das relações entre métricas topológicas e propriedades meteorológicas em uma série de eventos de precipitação. Como resultado, foram exploradas as características de redes meteorológicas em distintos cenários, considerando as componentes espacial e temporal. Dessa forma, preparamos uma base para pesquisas futuras envolvendo a aplicação de redes complexas na antecipação de eventos de tempo extremo.
%@language en
%3 publicacao.pdf


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