Generality of fractal 1/f scaling in catchment tracer time series, and its implications for catchment travel time distributions
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Catchment travel time distributions reflect how precipitation from different storms is stored and mixed as it is transported to the stream. Catchment travel time distributions can be described by the mean travel time and the shape of the distribution around the mean. Whereas mean travel times have been quantified in a range of catchment studies, only rarely has the shape of the distribution been estimated. The shape of the distribution affects both the short‐term and long‐term catchment response to a pulse input of a soluble contaminant. Travel time distributions are usually estimated from conservative tracer concentrations in precipitation and streamflow, which are analyzed using time‐domain convolution or spectral methods. Of these two approaches, spectral methods are better suited to determining the shape of the distribution. Previous spectral analyses of both rainfall and streamflow tracer time series from several catchments in Wales showed that rainfall chemistry spectra resemble white noise, whereas the stream tracer spectra in these same catchments exhibit fractal 1/f scaling over three orders of magnitude. Here we test the generality of the observed fractal scaling of streamflow chemistry, using spectral analysis of long‐term tracer time series from 22 catchments in North America and Europe. We demonstrate that 1/f fractal scaling of stream chemistry is a common feature of these catchments. These observations imply that catchments typically exhibit an approximate power‐law distribution of travel times, and thus retain a long memory of past inputs. The observed fractal scaling places strong constraints on possible models of catchment behavior, because it is inconsistent with the exponential travel time distributions that are predicted by simple mixing models. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,015 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».