Estimation of the significance of the Foster’s wavelet spectrum by means of a permutation test and its application for paleoclimate records

Resumen

En este trabajo se propone un test (no paramétrico pero de cálculo intensivo) de permutación para evaluar la significación estadística del espectro wavelet de Foster mediante simulaciones de Monte Carlo. Un procedimiento (algoritmo) se introduce para llevar a cabo esta tarea. Los wavelet de Foster son un método adecuado para analizar directamente series paleoclimáticas irregulares. Se simularon series temporales con conocida información espectral (eventos periódicos) con el objeto de evaluar el desempeño en la detección de eventos periódicos conocidos a priori, incrementando el porcentaje de datos faltantes de manera aleatoria (desde un 25% a un 75% de la cantidad total de datos de una serie de control equiespaciada). Se encontró que ante la presencia de una gran cantidad de datos faltantes (lo cuál es evidente desde un 50% y más pronunciado con un 75%), las señales periódicas no se detectan en el espectro wavelet. Esto es más evidente en las señales de corta frecuencia debido a la existencia de un sesgo en el espectro wavelet de Foster. Sin embargo, a pesar de lo anterior, el espectro wavelet de Foster en combinación con el test de permutación detectan adecuadamente señales periódicas en series sintéticas (simuladas) y reales con una moderada cantidad de datos faltantes. Finalmente, se aplicó este método a valores medios de δ18O de los testigos de hielo del GISP2 (Groenlandia) y se encontró la principal característica espectral de estos registros, esto es, la señal espectral ca. 1470 años.