Doğal ve yapay zaman serilerinde karmaşıklık ve zaman serisi analizi
Complexity and time series analyses of natural and synthetic time series
Yazar: İBRAHİM ÖZKEN
Danışman: PROF. DR. UĞUR TIRNAKLI
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tezde, eşit zaman aralığında örneklemeye sahip olmayan karmaşık yapıdaki doğal sistemlerin analizlerini gerçekleştirebilmek adına iki yöntem li- teratüre kazandırılmıştır. Bu yöntemler kullanılarak yapılan yineleme grafiği analizleri ile paleoiklim verilerinin analizleri gerçekleştirilerek geçmişte mey- dana gelen sıra dışı iklim olayları tespit edilmeye çalışılmıştır.
Tezin ilk kısmında ortaya atılan metrik uzaklık yaklaşımı ile Çin'de yer alan Dayu Mağarası'ndan elde edilen oksijen izotop oranlarının yineleme grafiği analizleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda literatürde var olan sıra dışı iklim olayları istatistiksel olarak doğrulanmış ve yeni sıra dışı olayların varlığı ortaya atılmıştır.
Tezin ikinci kısmında yer alan Dönüşüm Maliyet Zaman Serisi yöntemi, eşit zaman aralığına sahip olmayan zaman serilerini, eşit zaman aralıklı hale getirmektedir. Bu yöntem kullanılarak Endonezya'da bulunan Secret Mağa- rası'ndan elde edilen oksijen izotop oranlarının yineleme grafiği analizleri ger- çekleştirilmiştir. Analiz sonucunda literatürde bulunan olaylar istatistiksel ola- rak tespit edilmiş ve yeni olaylar öngörülmüştür. Diğer bir çalışmada ise aynı analizler Avustralya'da yer alan KNI-51 ve Çin'de yer alan Dongge mağaraları için tekrarlanmıştır. Bu iki bölge için literatürde yer alan olaylar %90 oranında tespit edilmiştir. Ayrıca Kuzey yarım küreden elde edilen ve solar aktivite ile ilgili olan karbon izotop oranları ile söz konusu iki bölgenin determinizm ni- celiği sonuçlarının arasında yapılan çapraz korelasyon hesabı sonucunda, iki bölgenin muson rejimlerinin anti faza sahip olduğu ve güneşin pozisyonunun buna sebep olduğu ortaya konmuştur.

Abstract:
In this thesis, two methods have been proposed to literature for analy- sing natural complex systems which have non equally sampled time series and recurrence plot analyses of paleoclimate records have been done to detect ext- reme climate events at past by using these methods.
By using metric distance aproach which is explained in the first part of the thesis, recurrence plot analyses of oxygen isotope rate time series which are obtained from Secret Cave at China have been done. Results of the analyses show that the known events in the literature are statistically detected and some new events are suggested.
Transformation Cost Time Series method which is explained at the se- cond part of the thesis, transform a non-equally sampled time series to equ- ally sampled time series by using the interval dynamics of system. By using this method, recurrence plot analyses of the oxygen isotope rate time series obtained from Secret Cave in Indonesia have been done. The recurrence plot analyses resulted in the statistically detection of events existed in the literature and new events were predicted statistically. At another study, same analyses has been applied to two time series for same case obtained from KNI-51 Cave in Australia and Dongge Cave in China. The %90 of events in the literature have been reproduced by using this method. Therefore, we analysed thecar- bon isotope rate data related with solar activity in the Northern Hemisphere using determinism in time series, then we compared this result with the re- sults obtained from KNI- 51 and Dongge caves. The correlation of these events revealed that there is an anti-phase monsoon regime between two regions and this situation is related with position of Sun