Schwankungen

Schwankungen bezeichnen zeitliche oder räumliche Abweichungen eines Messwerts oder einer Größe von einem Referenz- oder Mittelwert. Der Begriff stammt vom Verb schwanken und bedeutet wanken oder wackeln. In der Wissenschaft werden Schwankungen oft als Fluktuationen beschrieben, die sowohl zufällig als auch deterministisch auftreten können.

Man unterscheidet grob zwischen zufälligen Schwankungen, die durch zufällige Prozesse verursacht werden (Rauschen oder stochastische Prozesse), und periodischen oder systematischen Schwankungen, die wiederkehrende Muster zeigen (Zyklen, saisonale Schwankungen). Beispiele umfassen thermische Fluktuationen in der Physik, Brown’sche Bewegung; Preis- und Renditefluktuationen in der Ökonomie; wetter- oder klimatische Schwankungen in der Meteorologie; biologische Variabilität wie circadiane Rhythmen.

Schwankungen werden oft durch Kenngrößen wie Varianz, Standardabweichung oder Amplitude beschrieben. In der Zeitreihenanalyse dienen Modelle wie weißes Rauschen, farbiges Rauschen, autoregressive Prozesse oder multiplicative Modelle der Beschreibung. Wichtige Begriffe sind Stationarität, Trend und Saisonalität sowie Spektralanalyse, Autokorrelation und Varianzanalyse.

Das Verständnis von Schwankungen ist zentral für Risikoabschätzung, Messfehlerbewertung und Systemanalyse. Sie geben Aufschluss über die Dynamik eines Systems, seine Stabilität und Empfindlichkeit gegenüber Störungen; gleichzeitig erfordern sie Methoden zur Unterscheidung von echtem Signal und Rauschen.

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