Fluktuasjoner

Fluktuasjoner er variasjoner i en størrelse over tid eller mellom steder, rundt en gjennomsnittlig verdi eller langsiktig trend. Begrepet brukes i naturen, teknologi og samfunn for å beskrive avvik som opptrer naturlig i et system, enten som følge av tilfeldige hendelser eller av ytre påvirkninger. Fluktuasjoner kan være kortvarige eller vedvarende og kan observeres i mange skalaer, fra mikroskopiske prosesser til globale fenomener.

Typer av fluktuasjoner inkluderer tilfeldige ( stokastiske) avvik som oppstår på grunn av støy eller uforutsigbare hendelser; periodiske eller sykliske variasjoner som følger gjentatte mønstre; og systematiske fluktuasjoner som skyldes eksterne krefter eller endringer i forholdene rundt et system. Forskjellen mellom disse typene er viktig for hvordan man modellerer og tolker data.

Måling og analyse av fluktuasjoner involverer tidsserier og statistiske mål som standardavvik og varians, samt korrelasjon og spektralanalyse. I fysikk og kjemi knytter fluktuasjoner seg til termisk energi og prosesser i likevekt; i statistikk og dataanalyse brukes de til å skille signal fra støy. Fluktuasjon-dissipasjons-relasjoner beskriver ofte hvordan naturen kobler spontane fluktuasjoner til systemets tap av energi eller andre driftsparametere.

Eksempler finnes i nesten alle felt: termiske fluktuasjoner i væsker som ledsager Brownsk bevegelse; små svingninger i biologiske populasjoner; pris- og avkastningsfluktuasjoner i finansmarkedene; og varierende vær eller klimavariabilitet i meteorologi og klimatologi.

Betydningen av fluktuasjoner ligger i å forstå dynamikken i systemer, vurdere risiko og feilkilder, samt å skille ekte signal fra støy i målinger og modeller.