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Sampling Hyperspheres via Extreme Value Theory: Implications for Measuring Attractor Dimensions

Authors :
Davide Faranda
Flavio Maria Emanuele Pons
Gabriele Messori
M. Carmen Alvarez-Castro
Alma Mater Studiorum Università di Bologna [Bologna] (UNIBO)
Bolin Centre for Climate Research
Stockholm University
Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
London Mathematical Laboratory
Extrèmes : Statistiques, Impacts et Régionalisation (ESTIMR)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
Source :
Journal of Statistical Physics, Journal of Statistical Physics, 2020, ⟨10.1007/s10955-020-02573-5⟩, Journal of Statistical Physics, Springer Verlag, 2020, ⟨10.1007/s10955-020-02573-5⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
Springer Science and Business Media LLC, 2020.

Abstract

The attractor Hausdorff dimension is an important quantity bridging information theory and dynamical systems, as it is related to the number of effective degrees of freedom of the underlying dynamical system. By using the link between extreme value theory and Poincare recurrences, it is possible to estimate this quantity from time series of high-dimensional systems without embedding the data. In general $$d \le n$$ , where n is the dimension of the full phase-space, as the dynamics freezes some of the available degrees of freedom. This is equivalent to constraining trajectories on a compact object in phase space, namely the attractor. Information theory shows that the equality $$d=n$$ holds for random systems. However, applying extreme value theory, we show that this result cannot be recovered and that $$d

Details

ISSN :
15729613 and 00224715
Volume :
179
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Statistical Physics
Accession number :
edsair.doi.dedup.....28cc80ec008a01e9e7a552710160adfa
Full Text :
https://doi.org/10.1007/s10955-020-02573-5