Eine Zeitreihe ist eine zeitlich geordnete Folge (also keine Reihe im mathematischen Sinne) von Beobachtungen einer bestimmten Größe. Die einzelnen Zeitpunkte werden zu einer Menge von Beobachtungszeitpunkten T zusammengefasst, bei der für jeden Zeitpunkt t ∈ T genau eine Beobachtung vorliegt. Zeitreihen treten in allen Bereichen der Wissenschaft auf. Typische Beispiele für Zeitreihen sind Börsenkurse, Wahlabsichtsbefragungen oder Wetterbeobachtungen.
Meist werden die Werte einer Zeitreihe in gleichen Zeitabständen erfasst oder durch z. B. Interpolation auf gleiche Zeitabstände umformatiert. Den zeitlichen Abstand (bzw. dessen Kehrwert) der Beobachtungen/ Mesungen nennt man dann Abtastrate. Dabei ist das Abtasttheorem zu beachten, um Aliasing zu vermeiden.
Die gleichen Zeitabstände ermöglichen dann diverse Methoden der Zeitreihenanalyse. Hierzu wird die Zeitreihe oft in andere domains transformiert. Am bekanntesten ist hier die Fouriertransformation, die die Zeitreihe vom Zeitbereich in den Frequenzbereich transformiert. Es entsehen dort dann Amplitudenspektren und Phasenspektren. Andere einfache Methoden der Bearbeitung ist Differenzieren (zeitliche Entwicklung) oder Integrieren (kummulative Kurve).
In der Geothermie haben eine Vielzahl von Zeitreihen eine Bedeutung. Einige Beispiele sind:
Zeitreihen werden oft auch synthetisch erstellt, siehe Simulation.
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