@article{MarwanTrauthVuilleetal.2003, author = {Marwan, Norbert and Trauth, Martin H. and Vuille, Mathias and Kurths, J{\"u}rgen}, title = {Comparing modern and Pleistocene ENSO-like influences in NW Argentina using nonlinear time series analysis methods}, year = {2003}, abstract = {Higher variability in rainfall and river discharge could be of major importance in landslide generation in the north-western Argentine Andes. Annual layered (varved) deposits of a landslide dammed lake in the Santa Maria Basin (26°S, 66°W) with an age of 30,000 14C years provide an archive of precipitation variability during this time. The comparison of these data with present-day rainfall observations tests the hypothesis that increased rainfall variability played a major role in landslide generation. A potential cause of such variability is the El Ni{\~n}o/ Southern Oscillation (ENSO). The causal link between ENSO and local rainfall is quantified by using a new method of nonlinear data analysis, the quantitative analysis of cross recurrence plots (CRP). This method seeks similarities in the dynamics of two different processes, such as an ocean-atmosphere oscillation and local rainfall. Our analysis reveals significant similarities in the statistics of both modern and palaeo-precipitation data. The similarities in the data suggest that an ENSO-like influence on local rainfall was present at around 30,000 14C years ago. Increased rainfall, which was inferred from a lake balance modeling in a previous study, together with ENSO-like cyclicities could help to explain the clustering of landslides at around 30,000 14C years ago.}, language = {en} } @phdthesis{Marwan2003, author = {Marwan, Norbert}, title = {Encounters with neighbours}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000856}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2003}, abstract = {Diese Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit verschiedenen Aspekten und Anwendungen von Recurrence Plots. Nach einer {\"U}bersicht {\"u}ber Methoden, die auf Recurrence Plots basieren, werden neue Komplexit{\"a}tsmaße eingef{\"u}hrt, die geometrische Strukturen in den Recurrence Plots beschreiben. Diese neuen Maße erlauben die Identifikation von Chaos-Chaos-{\"U}berg{\"a}ngen in dynamischen Prozessen. In einem weiteren Schritt werden Cross Recurrence Plots eingef{\"u}hrt, mit denen zwei verschiedene Prozesse untersucht werden. Diese bivariate Analyse erm{\"o}glicht die Bewertung von Unterschieden zwischen zwei Prozessen oder das Anpassen der Zeitskalen von zwei Zeitreihen. Diese Technik kann auch genutzt werden, um {\"a}hnliche Abschnitte in zwei verschiedenen Datenreihen zu finden. Im Anschluß werden diese neuen Entwicklungen auf Daten verschiedener Art angewendet. Methoden, die auf Recurrence Plots basieren, k{\"o}nnen an die speziellen Probleme angepaßt werden, so daß viele weitere Anwendungen m{\"o}glich sind. Durch die Anwendung der neu eingef{\"u}hrten Komplexit{\"a}tsmaße k{\"o}nnen Chaos-Chaos-{\"U}berg{\"a}nge in Herzschlagdaten vor dem Auftreten einer lebensbedrohlichen Herzrhythmusst{\"o}rung festgestellt werden, was f{\"u}r die Entwicklung neuer Therapien dieser Herzrhythmusst{\"o}rungen von Bedeutung sein k{\"o}nnte. In einem weiteren Beispiel, in dem EEG-Daten aus einem kognitiv orientierten Experiment untersucht werden, erm{\"o}glichen diese Komplexit{\"a}tsmaße das Erkennen von spezifischen Reaktionen im Gehirn bereits in Einzeltests. Normalerweise k{\"o}nnen diese Reaktionen erst durch die Auswertung von vielen Einzeltests erkannt werden. Mit der Hilfe von Cross Recurrence Plots wird die Existenz einer klimatischen Zirkulation, die der heutigen El Ni{\~n}o/ Southern Oscillation sehr {\"a}hnlich ist, im Nordwesten Argentiniens vor etwa 34000 Jahren nachgewiesen. Außerdem k{\"o}nnen mit Cross Recurrence Plots die Zeitskalen verschiedener Bohrlochdaten aufeinander abgeglichen werden. Diese Methode kann auch dazu genutzt werden, ein geologisches Profil mit Hilfe eines Referenzprofiles mit bekannter Zeitskala zu datieren. Weitere Beispiele aus den Gebieten der Molekularbiologie und der Spracherkennung unterstreichen das Potential dieser Methode.}, language = {en} } @article{TrauthBookhagenMarwanetal.2003, author = {Trauth, Martin H. and Bookhagen, Bodo and Marwan, Norbert and Strecker, Manfred}, title = {Multiple landslide clusters record quaternary climate changes in the northwestern Argentine andes}, year = {2003}, abstract = {The chronology of multiple landslide deposits and related lake sediments in the semi-arid eastern Argentine Cordillera suggests that major mass movements cluster in two time periods during the Quaternary, i.e. between 40 and 25 and after 5 14C kyr BP. These clusters may correspond to the Minchin (maximum at around 28-27 14C kyr BP) and Titicaca wet periods (after 3.9 14C kyr BP). The more humid conditions apparently caused enhanced landsliding in this environment. In contrast, no landslide-related damming and associated lake sediments occurred during the Coipasa (11.5- 10 14C yr BP) and Tauca wet periods (14.5-11 14C yr BP). The two clusters at 40-25 and after 5 14C kyr BP may correspond to periods where the El Ni{\~n}o-Southern Oscillation (ENSO) and Tropical Atlantic Sea Surface Temperature Variability (TAV) were active. This, however, was not the case during the Coipasa and Tauca wet periods. Lake-balance modelling of a landslide-dammed lake suggests a 10-15\% increase in precipitation and a 3-4 ° C decrease in temperature at ~30 14C kyr BP as compared to the present. In addition, time-series analysis reveals a strong ENSO and TAV during that time. The landslide clusters in northwestern Argentina are therefore best explained by periods of more humid and more variable climates.}, language = {en} }