Nonlinear interactions and information transfer in complex systems with extreme events
Project goals
Theory of synchronization of nonlinear dynamical systems and information theory meet in effort to understand cooperative behaviour in complex systems. Yet features such as multiscale dynamics and fat-tailed probability distributions have not been adequately addressed in development of tools for uncovering interactions and causal information flow from experimental time series. In this project we will employ and further develop methods of information theory and superstatistics in order to detect and quantify internal dynamics and information flow in real-world complex systems in which extreme events occur. In particular, we will study Shannon and Renyi information transfer in multivariate and multiscale time series and advance the application of the superstatistics paradigm in complex dynamics with non-Gaussian fluctuations. The primary application ground will be the multivariate meteorological data reflecting the changing Earth climate, evolving on multiple time and space scales.
Keywords
Causalityinformation transfercross-scale interactionscomplex systemsextreme eventssuperstatisticsclimate variability
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 23 (SGA0201900001)
Main participants
Ústav informatiky AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
19-16066S
Alternative language
Project name in Czech
Nelineární interakce a přenos informace v komplexních systémech s extrémními událostmi
Annotation in Czech
Teorie synchronizace nelineárních dynamických systémů a teorie informace pomáhají pochopit projevy kooperativního chování ve složitých systémech. Avšak známé metody detekce kauzálních informačních toků v experimentálních časových řadách neřeší problémy multiškálové dynamiky a rozdělení pravděpodobnosti s těžkými konci. V navrhovaném projektu použijeme a dále rozvineme metody teorie informace a superstatistiky v detekci a kvantifikaci interní dynamiky a informačních toků ve skutečných složitých systémech s extrémními událostmi. Zaměříme se zejména na přenos informace v mnohorozměrných multiškálových časových řadách měřený pomocí entropií Shannona a Rényiho a rozvinutí metod superstatistiky ve studiu složité dynamiky s negaussovskými fluktuacemi. Primární aplikační oblastí bude analýza mnohorozměrných meteorologických časových řad, odrážejících měnící se pozemské klima a jeho variabilitu v mnoha časových a prostorových měřítkách.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2019
Realization period - end
Jun 30, 2022
Project status
—
Latest support payment
Apr 1, 2022
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP23-GA0-GA-R
Data delivery date
Jun 26, 2023
Finance
Total approved costs
11,093 thou. CZK
Public financial support
10,494 thou. CZK
Other public sources
751 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
11 093 CZK thou.
Public support
10 494 CZK thou.
94%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Statistics and probability
Solution period
01. 01. 2019 - 30. 06. 2022