<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.0 20120330//EN" "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">VMSTA</journal-id>
<journal-title-group><journal-title>Modern Stochastics: Theory and Applications</journal-title></journal-title-group>
<issn pub-type="epub">2351-6054</issn><issn pub-type="ppub">2351-6046</issn><issn-l>2351-6046</issn-l>
<publisher>
<publisher-name>VTeX</publisher-name><publisher-loc>Mokslininkų g. 2A, 08412 Vilnius, Lithuania</publisher-loc>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">VMSTA200</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.15559/22-VMSTA200</article-id>
<article-categories><subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories>
<title-group>
<article-title>Models of space-time random fields on the sphere</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>D’Ovidio</surname><given-names>Mirko</given-names></name><email xlink:href="mailto:mirko.dovidio@uniroma1.it">mirko.dovidio@uniroma1.it</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta200_aff_001">a</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Orsingher</surname><given-names>Enzo</given-names></name><email xlink:href="mailto:enzo.orsingher@uniroma1.it">enzo.orsingher@uniroma1.it</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta200_aff_002">b</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Sakhno</surname><given-names>Lyudmyla</given-names></name><email xlink:href="mailto:lms@univ.kiev.ua">lms@univ.kiev.ua</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta200_aff_003">c</xref><xref ref-type="corresp" rid="cor1">∗</xref>
</contrib>
<aff id="j_vmsta200_aff_001"><label>a</label>Department of Basic and Applied Sciences for Engineering, <institution>Sapienza University of Rome</institution>, Via A. Scarpa 16, 00161, Rome, <country>Italy</country></aff>
<aff id="j_vmsta200_aff_002"><label>b</label>Department of Statistical Sciences, <institution>Sapienza University of Rome</institution>, P.le Aldo Moro 5, 00185, Rome, <country>Italy</country></aff>
<aff id="j_vmsta200_aff_003"><label>c</label>Department of Probability Theory, Statistics and Actuarial Mathematics, <institution>Taras Shevchenko National University of Kyiv</institution>, 64 Volodymyrska Str., 01601 Kyiv, <country>Ukraine</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>∗</label>Corresponding author.</corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="ppub"><year>2022</year></pub-date>
<pub-date pub-type="epub"><day>3</day><month>2</month><year>2022</year></pub-date><volume>9</volume><issue>2</issue><fpage>139</fpage><lpage>156</lpage><history><date date-type="received"><day>12</day><month>11</month><year>2021</year></date><date date-type="rev-recd"><day>15</day><month>1</month><year>2022</year></date><date date-type="accepted"><day>19</day><month>1</month><year>2022</year></date></history>
<permissions><copyright-statement>© 2022 The Author(s). Published by VTeX</copyright-statement><copyright-year>2022</copyright-year>
<license license-type="open-access" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>Open access article under the <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</ext-link> license.</license-p></license></permissions>
<abstract>
<p>General models of random fields on the sphere associated with nonlocal equations in time and space are studied. The properties of the corresponding angular power spectrum are discussed and asymptotic results in terms of random time changes are found.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<label>Keywords</label>
<kwd>Fractional equations</kwd>
<kwd>spherical Brownian motion</kwd>
<kwd>subordinators</kwd>
<kwd>random fields</kwd>
<kwd>Laplace–Beltrami operators</kwd>
<kwd>spherical harmonics</kwd>
</kwd-group>
<kwd-group kwd-group-type="MSC2010">
<label>2010 MSC</label>
<kwd>60G60</kwd>
<kwd>60G22</kwd>
<kwd>60H99</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="j_vmsta200_s_001">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>The models of spherical random fields are in great demand in various applied areas such as geophysics, geodesy, planetary sciences, astronomy, cosmology and others. In recent years one can observe the growing popularity of stochastic partial differential equations in modeling space-time random fields. Solutions to stochastic Cauchy problems for various classes of partial differential equations on the sphere admit exact series representations, which is important, in particular, for numerical approximation of such random fields, since this can be achieved effectively by truncating the corresponding expansions (see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_002">2</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_008">8</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_018">18</xref>] for the most recent progress on properties of truncated expansions).</p>
<p>Papers [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_014">14</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_013">13</xref>] develop the approach to construct time dependent random fields on the sphere through coordinate-change and subordination. These models of random fields arise as solutions to partial differential equations with operators of a particular form and random initial condition represented by a Gaussian random field.</p>
<p>In the present paper we generalize results of paper [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_014">14</xref>] and consider random fields arising as solutions to the fractional equations of the form 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_001">
<label>(1.1)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2778em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2778em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \left(\gamma -\Psi (-{\Delta _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}})+{\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}\right){X_{t}}(\boldsymbol{x})=0,\hspace{0.1667em}\boldsymbol{x}\in {\mathbb{S}_{1}^{2}},\hspace{0.2778em}t>0,\hspace{0.2778em}\gamma \ge 0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
subject to the initial condition <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_001"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${X_{0}}(\boldsymbol{x})=T(\boldsymbol{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_002"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{x}\in {\mathbb{S}_{1}^{2}}=\{\boldsymbol{x}\in {R^{3}}:\| \boldsymbol{x}\| =1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_003"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$T(\boldsymbol{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_004"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{x}\in {\mathbb{S}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, being a square integrable isotropic Gaussian random field.</p>
<p>In the above equation, the generalized Laplace–Beltrami operator <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_005"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Psi (-{\Delta _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is defined in terms of the transition semigroup of the subordinate rotational Brownian motion <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_006"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${B_{t}^{\Psi }}={B_{{H_{t}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_007"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${H_{t}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a subordinator with the Laplace exponent Ψ. This covers, in particular, the case of fractional Laplace operator <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_008"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${(-{\Delta _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}})^{\alpha }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_009"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\alpha \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The time derivative <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_010"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the generalized convolution-type derivative associated with the Bernštein function Φ, which reduces to the Caputo–Djrbashian (C-D) fractional derivative <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_011"><alternatives><mml:math><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[$\frac{{\partial ^{\beta }}}{\partial {t^{\beta }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_012"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Phi (\lambda )={\lambda ^{\beta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_013"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\beta \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Note that the generalized Laplace–Beltrami operator <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_014"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Psi (-{\Delta _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where Ψ is a Bernštein function, can be treated by means of the transition semigroup of the subordinate rotational Brownian motion <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_015"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${B_{t}^{\Psi }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This gives the possibility of a deeper insight into the structure of the solution <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_016"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${X_{t}}(\boldsymbol{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to Equation (<xref rid="j_vmsta200_eq_001">1.1</xref>). Namely, such approach permits us to obtain not only the Karhunen–Loève expansion for the solution, but also its representation as a coordinate-changed random field.</p>
<p>We show that solution to (<xref rid="j_vmsta200_eq_001">1.1</xref>) is a time-varying random field with the following representation in terms of spherical harmonics <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_017"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${Y_{lm}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_002">
<label>(1.2)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2778em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {X_{t}}(\boldsymbol{x})={\sum \limits_{l=0}^{\infty }}{\sum \limits_{m=-l}^{+l}}{a_{lm}}\hspace{0.1667em}\widetilde{l}(t,\gamma +\Psi ({\mu _{l}})){Y_{lm}}(\boldsymbol{x}),\hspace{0.1667em}\boldsymbol{x}\in {\mathbb{S}_{1}^{2}},\hspace{0.2778em}t>0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_018"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${a_{lm}}={\textstyle\int _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}}{X_{0}}(\boldsymbol{x}){Y_{lm}^{\ast }}(\boldsymbol{x})\mu (d\boldsymbol{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The series expansion (<xref rid="j_vmsta200_eq_002">1.2</xref>) is associated with the function Φ in the folloving way: <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_019"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widetilde{l}(t,\lambda )=\mathbf{E}[\exp (-\lambda {L_{t}})]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <italic>L</italic> being the inverse process for the subordinator with the Laplace exponent Φ. We also represent <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_020"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${X_{t}}(\boldsymbol{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as a coordinate-changed random field.</p>
<p>The use of the generalized derivative <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_021"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> allows to construct more general models of random fields that those in the paper [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_014">14</xref>], where the C-D fractional derivative was used.</p>
<p>The equation similar to (<xref rid="j_vmsta200_eq_001">1.1</xref>) for tangent random fields on the sphere was considered in the recent paper [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_004">4</xref>]. Namely, the authors study the equation with the C-D fractional derivative in time, fractional diffusion operator <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_022"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\psi (-{\Delta _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}})={(-{\Delta _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}})^{\alpha /2}}{(I-{\Delta _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}})^{\gamma /2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_023"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\alpha \in (0,2]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_024"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\alpha +\gamma \in [0,2]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and driving fractional Brownian noise. The corresponding solution is given as an expansion in terms of vector spherical harmonics with random coefficients represented by stochastic integrals with respect to fractional Brownian motions.</p>
<p>The paper is organized as follows. Sections <xref rid="j_vmsta200_s_002">2</xref>–<xref rid="j_vmsta200_s_005">3</xref> make necessary preparations and provide a concise review on the operators used in equations and facts on isotropic random fields. The main results are stated in Section <xref rid="j_vmsta200_s_006">4</xref>: we give the different representations for solutions to (<xref rid="j_vmsta200_eq_001">1.1</xref>) and discuss their properties.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta200_s_002">
<label>2</label>
<title>Generalized fractional operators</title>
<p>To define our models of space-time random fields, we will use partial differential equations with generalized fractional derivatives in time and space variables.</p>
<sec id="j_vmsta200_s_003">
<label>2.1</label>
<title>Generalized fractional Caputo–Djrbashian or convolution-type derivative</title>
<p>We first introduce the generalized fractional operator to act on the time variable.</p>
<p>Let us consider the subordinator <italic>H</italic>, that is, a nonnegative Lévy process with almost surely increasing paths. The process <italic>H</italic> is characterized by a Lévy measure Π on <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_025"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_026"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>∧</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\textstyle\int _{0}^{\infty }}(1\wedge z)\Pi (dz)<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the corresponding Bernštein function Φ (called the Laplace exponent or symbol of <italic>H</italic>). That is, 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_003">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbf{E}[\exp (-\lambda {H_{t}})]=\exp (-t\Phi (\lambda )),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_004">
<label>(2.1)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \Phi (\lambda )={\int _{0}^{\infty }}\left(1-{e^{-\lambda z}}\right)\Pi (dz),\hspace{1em}\lambda \ge 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>In the general case, the expression for Bernštein function (<xref rid="j_vmsta200_eq_004">2.1</xref>) contains two more terms, namely, of the form <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_027"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$a+b\lambda $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, but we consider now the case <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_028"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$a=b=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>We also recall that 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_005">
<label>(2.2)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2em"/><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \frac{\Phi (\lambda )}{\lambda }={\int _{0}^{\infty }}{e^{-\lambda z}}\overline{\Pi }(z)dz,\hspace{2em}\overline{\Pi }(z)=\Pi ((z,\infty ))\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_029"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\Pi }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the so-called <italic>tail of the Lévy measure</italic>. For details, see the book [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_006">6</xref>].</p>
<p>Introduce the inverse process associated to <italic>H</italic> (and, so, associated to Φ) as 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_006">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {L_{t}}=\inf \{s\ge 0\hspace{0.1667em}:\hspace{0.1667em}{H_{s}}>t\},\hspace{0.1667em}\hspace{0.1667em}\hspace{0.1667em}t>0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>L</italic> is a nonnegative process with almost surely nondecreasing paths.</p>
<p>We assume that <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_030"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Pi ((0,\infty ))=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and, therefore, we focus only on strictly increasing subordinators. For this case, the inverse process <italic>L</italic> turns out to be a continuous process. Under the additional assumption that <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_031"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\Pi }(z)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_032"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$z\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, is absolutely continous function, the inverse process <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_033"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${L_{t}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> possesses the probability density function <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_034"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$l(s,t)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for each <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_035"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$t>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_023">23</xref>].</p><statement id="j_vmsta200_stat_001"><label>Definition 1.</label>
<p>Convolution-type derivative associated with the function Φ given by (<xref rid="j_vmsta200_eq_004">2.1</xref>) is defined for an absolutely continuous function <italic>u</italic> by the formula 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_007">
<label>(2.3)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}u(t)={\int _{0}^{t}}\frac{\partial }{\partial t}u(t-s)\overline{\Pi }(s)ds.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement>
<p>According to the definition, the generalized fractional operator is characterized by the Bernštein function Φ, and thus is associated with the processes <italic>H</italic> and <italic>L</italic> introduced above. This operator can be used to study the properties of subordinators and their inverses and write the governing equations for their densities (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_023">23</xref>]).</p>
<p>In the case where <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_036"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Phi (\lambda )={\lambda ^{\alpha }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_037"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\alpha \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have that 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_008">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}u(t)=\frac{{d^{\alpha }}}{d{t^{\alpha }}}u(t)=\frac{1}{\Gamma (1-\alpha )}{\int _{0}^{t}}\frac{{u^{\prime }}(s)}{{\left(t-s\right)^{\alpha }}}ds,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_038"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${u^{\prime }}=du/ds$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, that is, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_039"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}u(t)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> coincides with the well-known Caputo–Djrbashian fractional derivative.</p>
<p>Similarly to the Caputo–Djrbashian fractional derivative, the convolution type derivative can be characterized (and alternatively defined) by means of its Laplace transform.</p>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_040"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$M>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_041"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$w\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_042"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{M}_{w}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the set of (piecewise) continuous functions on <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_043"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$[0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of exponential order <italic>w</italic> such that <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_044"><alternatives><mml:math>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$|u(t)|\le M{e^{wt}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Denote by <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_045"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widetilde{u}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the Laplace transform of <italic>u</italic>. Then, we define the operator <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_046"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">↦</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}:{\mathcal{M}_{w}}\mapsto {\mathcal{M}_{w}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_009">
<label>(2.4)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\int _{0}^{\infty }}{e^{-\lambda t}}{\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}u(t)\hspace{0.1667em}dt=\Phi (\lambda )\widetilde{u}(\lambda )-\frac{\Phi (\lambda )}{\lambda }u(0),\hspace{1em}\lambda >w,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where Φ is given in (<xref rid="j_vmsta200_eq_004">2.1</xref>). Since <italic>u</italic> is exponentially bounded, the integral <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_047"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widetilde{u}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is absolutely convergent for <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_048"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda >w$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By Lerch’s theorem (see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_025">25</xref>]) the inverse Laplace transforms <italic>u</italic> and <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_049"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}u$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are uniquely defined. Formula (<xref rid="j_vmsta200_eq_009">2.4</xref>) can be rewritten as 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_010">
<label>(2.5)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\Phi (\lambda )\widetilde{u}(\lambda )-\frac{\Phi (\lambda )}{\lambda }u(0)=& \left(\lambda \widetilde{u}(\lambda )-u(0)\right)\frac{\Phi (\lambda )}{\lambda },\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and thus, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_050"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be regarded as a convolution involving the ordinary derivative and the inverse transform of (<xref rid="j_vmsta200_eq_005">2.2</xref>) iff <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_051"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>∩</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$u\in {\mathcal{M}_{w}}\cap C([0,\infty ),{\mathbb{R}_{+}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_052"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${u^{\prime }}\in {\mathcal{M}_{w}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>The operator <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_053"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> have been introduced and studied in the papers [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_017">17</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_011">11</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_023">23</xref>].</p>
<p>In Section <xref rid="j_vmsta200_s_006">4</xref> we study random fields on the sphere governed by equations with convolution-type derivatives <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_054"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The following well-known fact will be important.</p><statement id="j_vmsta200_stat_002"><label>Proposition 1.</label>
<p><italic>Let L be the inverse process for a subordinator with Bernštein function</italic> Φ<italic>, and assume that</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_055"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Pi (0,\infty )=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and the tail</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_056"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\Pi }(s)=\Pi (s,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is absolutely continuous. For the process</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_057"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${L_{t}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_058"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$t>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, we have the density</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_059"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$l(t,x)=\mathbf{P}({L_{t}}\in dx)/dx$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_060"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$t,x>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, with the Laplace transform</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_011">
<label>(2.6)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \tilde{l}(t,\lambda )={\int _{0}^{\infty }}{e^{-\lambda x}}l(t,x)dx=\mathbf{E}[{e^{-\lambda L(t)}}]\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>which satisfies the equation</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_012">
<label>(2.7)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}\tilde{l}(t,\lambda )=-\lambda \tilde{l}(t,\lambda ),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>thus,</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_061"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\tilde{l}(t,\lambda )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is an eigenfunction of the operator</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_062"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>corresponding to the eigenvalue λ.</italic></p></statement>
<p>Proposition <xref rid="j_vmsta200_stat_002">1</xref> was proved by different approaches in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_017">17</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_023">23</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_009">9</xref>]. <statement id="j_vmsta200_stat_003"><label>Remark 1.</label>
<p>For <italic>L</italic> being the inverse process for a stable subordinator, that is, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_063"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Phi (\lambda )={\lambda ^{\alpha }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, (<xref rid="j_vmsta200_eq_012">2.7</xref>) reduces to the well-known fact that the Mittag-Leffler function is an eigenfunction of the Caputo–Djrbashian fractional derivative. Namely, for the Mittag-Leffler function <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_064"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[${E_{\alpha }}(x)={\textstyle\sum \limits_{k=0}^{\infty }}\frac{{x^{k}}}{\Gamma (\alpha k+1)}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_065"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$x\in R$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, it holds <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_066"><alternatives><mml:math><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\frac{{\partial ^{\alpha }}}{\partial {t^{\alpha }}}{E_{\alpha }}(-{t^{\alpha }}\lambda )=-\lambda {E_{\alpha }}(-{t^{\alpha }}\lambda )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_016">16</xref>]).</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta200_s_004">
<label>2.2</label>
<title>Generalized fractional Laplacian on the sphere</title>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_067"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\in {L^{2}}({\mathbb{S}_{1}^{2}})={L^{2}}({\mathbb{S}_{1}^{2}},\mu )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <italic>μ</italic> is the Lebesgue measure on the unit sphere <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_068"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{S}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_013">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo movablelimits="false">sin</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mu (d\boldsymbol{x})=\mu (d\vartheta ,d\varphi )=d\varphi \hspace{0.1667em}d\vartheta \hspace{0.1667em}\sin \vartheta \]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
with <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_069"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{x}\in {\mathbb{S}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> being represented as <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_070"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">sin</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi>
<mml:mo movablelimits="false">cos</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">sin</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi>
<mml:mo movablelimits="false">sin</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">cos</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{x}=(\sin \vartheta \cos \varphi ,\sin \vartheta \sin \varphi ,\cos \vartheta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_071"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\vartheta \in [0,\pi ]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_072"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\varphi \in [0,2\pi )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>The set of spherical harmonics <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_073"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2778em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\{{Y_{lm}}:\hspace{0.1667em}l\ge 0,\hspace{0.2778em}m=-l,\dots ,+l\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> represents an orthogonal basis for the space <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_074"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${L^{2}}({\mathbb{S}_{1}^{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Recall that for a fixed integer <italic>l</italic> the spherical harmonics 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_014">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">cos</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {Y_{lm}}(\vartheta ,\varphi )=\sqrt{\frac{2l+1}{4\pi }\frac{(l-m)!}{(l+m)!}}{Q_{lm}}(\cos \vartheta ){e^{im\varphi }}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
(or linear combinations of them) solve the eigenvalue problem 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_015">
<label>(2.8)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>△</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2778em"/>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\triangle _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}}{Y_{lm}}=-{\mu _{l}}\hspace{0.1667em}{Y_{lm}},\hspace{1em}l\ge 0,\hspace{0.2778em}|m|\le l,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for the spherical Laplace (Laplace–Beltrami) operator 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_016">
<label>(2.9)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>△</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">sin</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">sin</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">sin</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2778em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{\triangle _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}}=& \frac{1}{{\sin ^{2}}\vartheta }\frac{{\partial ^{2}}}{\partial {\varphi ^{2}}}+\frac{1}{\sin \vartheta }\frac{\partial }{\partial \vartheta }\left(\sin \vartheta \frac{\partial }{\partial \vartheta }\right),\hspace{1em}\vartheta \in [0,\pi ],\hspace{0.2778em}\varphi \in [0,2\pi ).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The eigenvalues are given by <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_075"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mu _{l}}=l(l+1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>The spherical harmonics are written in terms of the associated Legendre functions 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_017">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {Q_{lm}}(z)={(-1)^{m}}{(1-{z^{2}})^{m/2}}\frac{{d^{m}}}{d{z^{m}}}{Q_{l}}(z),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
the Legendre polynomials <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_076"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${Q_{l}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are given by the Rodrigues formula 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_018">
<label>(2.10)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {Q_{l}}(z)=\frac{1}{{2^{l}}l!}\frac{{d^{l}}}{d{z^{l}}}{({z^{2}}-1)^{l}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>For <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_077"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\in {L^{2}}({\mathbb{S}_{1}^{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> we have the representation 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_019">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ f(\boldsymbol{x})={\sum \limits_{l=0}^{\infty }}{\sum \limits_{m=-l}^{l}}{f_{lm}}{Y_{lm}}(\boldsymbol{x}),\hspace{1em}\boldsymbol{x}\in {\mathbb{S}_{1}^{2}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which holds in the <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_078"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${L^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> sense, where 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_020">
<label>(2.11)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo movablelimits="false">sin</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">ϑ</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2778em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r}\displaystyle {f_{lm}}={\int _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}}f(\boldsymbol{x}){Y_{lm}^{\ast }}(\boldsymbol{x})\hspace{0.1667em}\mu (d\boldsymbol{x})={\int _{0}^{2\pi }}{\int _{0}^{\pi }}f(\vartheta ,\varphi ){Y_{lm}^{\ast }}(\vartheta ,\varphi )\hspace{0.1667em}\sin \vartheta \hspace{0.1667em}d\vartheta \hspace{0.1667em}d\varphi ,\\ {} \displaystyle |m|\le l,\hspace{0.2778em}l=0,1,2,\dots .\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
(see, e.g., the Peter–Weyl representation theorem on the sphere in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_021">21</xref>]).</p>
<p>The angular power spectrum of <italic>f</italic> is defined as 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_021">
<label>(2.12)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo maxsize="2.45em" minsize="2.45em" stretchy="true">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo maxsize="2.45em" minsize="2.45em" stretchy="true">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {f_{l}}=\sum \limits_{|m|\le l}|{f_{lm}}{|^{2}}=\sum \limits_{|m|\le l}{\Bigg|{\int _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}}f(\boldsymbol{x}){Y_{lm}^{\ast }}(\boldsymbol{x})\mu (d\boldsymbol{x})\Bigg|^{2}},\hspace{1em}l=0,1,2,\dots .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>We next define the generalized fractional Laplace operators on the sphere following [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_013">13</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_014">14</xref>]. Let <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_079"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$F(t)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_080"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$t\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, be a Lévy subordinator with the Laplace exponent 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_022">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \Psi (\lambda )=b\lambda +{\int _{0}^{\infty }}\left(1-{e^{-\lambda z}}\right)M(dz),\hspace{0.1667em}\hspace{0.1667em}b\ge 0,\hspace{0.1667em}\hspace{0.1667em}\lambda \ge 0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
with <italic>M</italic> being the corresponding Lévy measure.</p>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_081"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${B_{t}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_082"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$t\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, be a Brownian motion on the unit sphere <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_083"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{S}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Its transition density can be written as follows (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_026">26</xref>]): 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_023">
<label>(2.13)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}Pr\{\boldsymbol{x}+{B_{t}}\in \mu (d\boldsymbol{y})\}/\mu (d\boldsymbol{y})& =Pr\{{B_{t}}\in \mu (d\boldsymbol{y})\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}{B_{0}}=\boldsymbol{x}\}/\mu (d\boldsymbol{y})\\ {} & ={\sum \limits_{l=0}^{\infty }}{\sum \limits_{m=-l}^{+l}}{e^{-t{\mu _{l}}}}{Y_{lm}}(\boldsymbol{y}){Y_{lm}^{\ast }}(\boldsymbol{x}).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Consider the initial-value problem 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_024">
<label>(2.14)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" columnalign="left left">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \left\{\begin{array}{l@{\hskip10.0pt}l}\displaystyle \frac{\partial u}{\partial t}={\Delta _{{\mathbf{S}_{1}^{2}}}}u,& \boldsymbol{x}\in {\mathbf{S}_{1}^{2}},\hspace{2.5pt}t>0,\\ {} u(\boldsymbol{x},0)=f(\boldsymbol{x}),\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_084"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\in {L^{2}}({\mathbf{S}_{1}^{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The solution to the above problem can be written as follows: 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_025">
<label>(2.15)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}u(\boldsymbol{x},t)& ={P_{t}}f(\boldsymbol{x})=\mathbb{E}f(\boldsymbol{x}+{B_{t}})={\int _{{\mathbf{S}_{1}^{2}}}}f(\boldsymbol{y})Pr\{\boldsymbol{x}+{B_{t}}\in \mu (d\boldsymbol{y})\}\\ {} & ={\sum \limits_{l=0}^{\infty }}{\sum \limits_{m=-l}^{+l}}{e^{-t{\mu _{l}}}}{Y_{lm}}(\boldsymbol{x}){f_{lm}},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
that is, the solution is given by the transition semigroup of the rotational Brownian motion <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_085"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${B_{t}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_086"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$t>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with values in <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_087"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{S}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>In [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_013">13</xref>] the following operator acting on <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_088"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\in {L^{2}}({\mathbf{S}_{1}^{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> was introduced: 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_026">
<label>(2.16)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \Psi (-{\Delta _{{\mathbf{S}_{1}^{2}}}})f(\boldsymbol{x}):={\int _{0}^{\infty }}\left({P_{t}}\hspace{0.1667em}f(\boldsymbol{x})-f(\boldsymbol{x})\right)M(dt).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
It was shown in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_013">13</xref>] (see also [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_014">14</xref>]) that 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_027">
<label>(2.17)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \Psi (-{\Delta _{{\mathbf{S}_{1}^{2}}}}){Y_{lm}}(\boldsymbol{x})=-\Psi ({\mu _{l}}){Y_{lm}}(\boldsymbol{x}),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
thus, the spherical harmonics are the eigenfunctions of the operator <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_089"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Psi (-{\Delta _{{\mathbf{S}_{1}^{2}}}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with the eigenvalues <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_090"><alternatives><mml:math>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$-\Psi ({\mu _{l}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This was shown by direct calculations using the semigroup approach and the spectral representation of <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_091"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Psi (-{\Delta _{{\mathbf{S}_{1}^{2}}}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (or Phillips representation) in (<xref rid="j_vmsta200_eq_026">2.16</xref>).</p>
<p>Basing on (<xref rid="j_vmsta200_eq_027">2.17</xref>), the action of the operator <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_092"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Psi (-{\Delta _{{\mathbf{S}_{1}^{2}}}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be also defined by means of a series representation as given below.</p>
<p>Let us consider the space of functions 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_028">
<label>(2.18)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {H^{s}}({\mathbb{S}_{1}^{2}})=\left\{f\in {L^{2}}({\mathbb{S}_{1}^{2}}):\hspace{0.1667em}{\sum \limits_{l=0}^{\infty }}{(2l+1)^{2s}}{f_{l}}<\infty \right\},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_093"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${f_{l}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the angular spectrum of <italic>f</italic> (see (<xref rid="j_vmsta200_eq_021">2.12</xref>)). The Sobolev space <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_094"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${H^{s}}({\mathbb{S}_{1}^{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the closure of the set of all spherical harmonics with respect to the norm 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_029">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \| f{\| _{s,2}}=\sum \limits_{l\ge 0}{(2l+1)^{2s}}{f_{l}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
For further discussion, the interested reader can consult [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_015">15</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_005">5</xref>, page 35].</p><statement id="j_vmsta200_stat_004"><label>Definition 2.</label>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_095"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\in {H^{s}}({\mathbb{S}_{1}^{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_096"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$s>5/4$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_030">
<label>(2.19)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \Psi (-{\Delta _{{\mathbf{S}_{1}^{2}}}})f(\boldsymbol{x}):={\sum \limits_{l=0}^{\infty }}{\sum \limits_{m=-l}^{+l}}{f_{lm}}{Y_{lm}}(\boldsymbol{x})\Psi ({\mu _{l}}).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement>
<p>Note that since Ψ is the symbol of a subordinator, as <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_097"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$l\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have that <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_098"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Psi (l)/l\to 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (we write <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_099"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Psi (l)<l$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for large <italic>l</italic>) and as <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_100"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$l\to 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_101"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Psi (l)\to 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The series in (<xref rid="j_vmsta200_eq_030">2.19</xref>) converges absolutely and uniformly. This can be proved by considering that <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_102"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${f_{l}}<{l^{-2s}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_103"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$s>5/4$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (indeed, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_104"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$f\in {H^{s}}({\mathbb{S}_{1}^{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) and for the harmonic eigenfunction we have: <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_105"><alternatives><mml:math>
<mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\| {Y_{lm}}{\| _{\infty }}<{l^{1/2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> ([<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_024">24</xref>]). Since <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_106"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Psi ({\mu _{l}})<{l^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> we have the claimed convergence. For more details, see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_014">14</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_013">13</xref>].</p>
</sec>
</sec>
<sec id="j_vmsta200_s_005">
<label>3</label>
<title>Isotropic random fields on the unit-radius sphere</title>
<p>Let us consider a real-valued, zero-mean, isotropic Gaussian random field <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_107"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$T(\boldsymbol{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_108"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{x}\in {\mathbb{S}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, that is, we assume <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_109"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}T(\boldsymbol{x})=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_110"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}{T^{2}}(\boldsymbol{x})<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and for any <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_111"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\in SO(3)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (the special group of rotations in <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_112"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}^{3}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) we have: <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_113"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}T(g{\boldsymbol{x}_{1}})T(g{\boldsymbol{x}_{2}})=\mathbb{E}T({\boldsymbol{x}_{1}})T({\boldsymbol{x}_{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_114"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{x},{\boldsymbol{x}_{1}},{\boldsymbol{x}_{2}}\in {\mathbb{S}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>For the field <italic>T</italic> we can write the spectral representation 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_031">
<label>(3.1)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ T(\boldsymbol{x})={\sum \limits_{l=0}^{\infty }}{\sum \limits_{m=-l}^{+l}}{a_{lm}}{Y_{lm}}(\boldsymbol{x})={\sum \limits_{l=0}^{\infty }}{T_{l}}(\boldsymbol{x}),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_032">
<label>(3.2)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {a_{lm}}={\int _{{\mathbb{S}^{2}}}}T(\boldsymbol{x}){Y_{lm}^{\ast }}(\boldsymbol{x})\mu (d\boldsymbol{x})\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
are random Fourier coefficients, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_115"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${Y_{lm}}(\boldsymbol{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are spherical harmonics. Convergence in (<xref rid="j_vmsta200_eq_031">3.1</xref>) holds in the mean square sense, both with respect to <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_116"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${L^{2}}(dP\times \mu (d\boldsymbol{x}))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_117"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${L^{2}}(dP)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for fixed <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_118"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{x}\in {\mathbb{S}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_119"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mu (d\boldsymbol{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the Lebesgue measure on the unit sphere <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_120"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{S}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_021">21</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_022">22</xref>]): 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_033">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo maxsize="1.61em" minsize="1.61em" stretchy="true">‖</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo maxsize="1.61em" minsize="1.61em" stretchy="true">‖</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo maxsize="1.61em" minsize="1.61em" fence="true">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true" mathvariant="normal">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true" mathvariant="normal">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo maxsize="1.61em" minsize="1.61em" fence="true">]</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& \underset{L\to \infty }{\lim }\mathbf{E}\Big\| T(\boldsymbol{x})-{\sum \limits_{l=0}^{L}}{\sum \limits_{m=-l}^{+l}}{a_{lm}}{Y_{lm}}(\boldsymbol{x}){\Big\| _{{L^{2}}({\mathbb{S}_{1}^{2}})}^{2}}\\ {} & =\underset{L\to \infty }{\lim }\mathbf{E}\Big[{\int _{{\mathbf{S}^{2}}}}{\big(T(\boldsymbol{x})-{\sum \limits_{l=0}^{L}}{\sum \limits_{m=-l}^{+l}}{a_{lm}}{Y_{lm}}(\boldsymbol{x})\big)^{2}}\mu (d\boldsymbol{x})\Big]=0\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_034">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \underset{L\to \infty }{\lim }\mathbf{E}{\left(T(\boldsymbol{x})-{\sum \limits_{l=0}^{L}}{\sum \limits_{m=-l}^{+l}}{a_{lm}}{Y_{lm}}(\boldsymbol{x})\right)^{2}}=0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p><statement id="j_vmsta200_stat_005"><label>Remark 2.</label>
<p>The representation (<xref rid="j_vmsta200_eq_031">3.1</xref>) can be deduced as a consequence of the stochastic Peter–Weyl theorem and holds, more generally, for square integrable strictly isotropic random fields, that is, random fields with finite dimensional distributions invariant with respect to rotations <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_121"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\in SO(3)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_122"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\{T({\boldsymbol{x}_{1}}),\dots ,T({\boldsymbol{x}_{n}})\}\stackrel{d}{=}\{T(g{\boldsymbol{x}_{1}}),\dots ,T(g{\boldsymbol{x}_{n}})\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_123"><alternatives><mml:math><mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\stackrel{d}{=}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denotes equality in distribution (see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_021">21</xref>]).</p></statement>
<p>The coefficients (<xref rid="j_vmsta200_eq_032">3.2</xref>) are zero-mean Gaussian complex random variables such that 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_035">
<label>(3.3)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbf{E}[{a_{lm}}{a_{{l^{\prime }}{m^{\prime }}}^{\ast }}]={\delta _{l}^{{l^{\prime }}}}{\delta _{m}^{{m^{\prime }}}}{C_{l}}={\delta _{l}^{{l^{\prime }}}}\mathbf{E}|{a_{lm}}{|^{2}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_124"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${C_{l}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_125"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$l\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, is the angular power spectrum of the random field <italic>T</italic> which fully characterizes, under Gaussianity, the dependence structure of <italic>T</italic>. As usual, we denote by <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_126"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\delta _{a}^{b}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the Kronecker delta and “<inline-formula id="j_vmsta200_ineq_127"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow/>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>” stands for complex conjugation. For a real-valued random field <italic>T</italic>, it holds: 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_036">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {a_{lm}}={(-1)^{m}}{a_{l\hspace{0.1667em}-m}},\hspace{0.1667em}\hspace{0.1667em}l\ge 1,\hspace{0.1667em}\hspace{0.1667em}-l\le m\le l,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
due to the property of the spherical harmonics <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_128"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${Y_{lm}^{\ast }}(\boldsymbol{x})={(-1)^{m}}{Y_{l\hspace{0.1667em}-m}}(\boldsymbol{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We refer to the book by Marinucci and Peccati [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_021">21</xref>] for a thorough presentation of results concerning this field.</p>
<p>In analogy with (<xref rid="j_vmsta200_eq_028">2.18</xref>) one can also introduce the space of processes 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_037">
<label>(3.4)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mtext>as in (3.1) with</mml:mtext>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathcal{H}^{s}}({\mathbb{S}_{1}^{2}})=\left\{T\hspace{2.5pt}\text{as in (3.1) with}\hspace{2.5pt}\sum \limits_{lm}\hspace{0.1667em}{({\mu _{l}})^{s}}\hspace{0.1667em}\mathbf{E}[|{a_{lm}}{|^{2}}]<\infty \right\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Notice that the summability condition in (<xref rid="j_vmsta200_eq_037">3.4</xref>) can be written as 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_038">
<label>(3.5)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \sum \limits_{l\ge 0}\hspace{0.1667em}{({\mu _{l}})^{s}}\hspace{0.1667em}\frac{(2l+1)}{4\pi }\hspace{0.1667em}{C_{l}}<\infty \]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
by taking into consideration (<xref rid="j_vmsta200_eq_035">3.3</xref>). We also notice that <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_129"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">⊂</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{H}^{2}}({\mathbb{S}_{1}^{2}})\subset {L^{2}}({\mathbb{S}_{1}^{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and in particular, the summability condition for <italic>T</italic> can be written as 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_039">
<label>(3.6)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mtext>with</mml:mtext>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {C_{l}}\sim {l^{-\theta }},\hspace{1em}\text{with}\hspace{1em}\theta >2.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
(We use here the usual notation <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_130"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\sim f$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> meaning that <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_131"><alternatives><mml:math><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\frac{g(z)}{f(z)}\to 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_132"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$z\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.) The space of processes (<xref rid="j_vmsta200_eq_037">3.4</xref>) is just a characterization of processes introduced in analogy with the characterization of functions in the space (<xref rid="j_vmsta200_eq_028">2.18</xref>). The link between spaces is given by (<xref rid="j_vmsta200_eq_038">3.5</xref>) under the assumption (<xref rid="j_vmsta200_eq_039">3.6</xref>). We underline that such a condition is sufficient for summability (see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_008">8</xref>]). For the sake of simplicity, further on we assume that (<xref rid="j_vmsta200_eq_039">3.6</xref>) holds true. We recall that other types of asymptotic behaviors are also possible.</p>
<p>The decay of the angular power spectrum is connected to the smoothness of the covariance. Sample Hölder continuity and sample differentiability was discussed in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_019">19</xref>] (see Theorem 4.7). The authors also provided a deep discussion about summability of the angular power spectrum and the formalization in terms of weighted Sobolev space.</p>
<p>Let us take an isotropic Gaussian random field introduced above as initial condition for the fractional Cauchy problem 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_040">
<label>(3.7)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \frac{\partial u(t,\boldsymbol{x})}{\partial t}+\Psi (-{\Delta _{{\mathbf{S}_{1}^{2}}}})u(t,\boldsymbol{x})=0,\hspace{1em}u(0,\boldsymbol{x})=T(\boldsymbol{x}),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where the fractional operator is introduced in Section <xref rid="j_vmsta200_s_004">2.2</xref>, with Ψ being the Laplace exponent of the subordinator <italic>F</italic>. In [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_013">13</xref>] it was shown that solution to (<xref rid="j_vmsta200_eq_040">3.7</xref>) is given by 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_041">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ u(t,\boldsymbol{x})={\sum \limits_{l=0}^{\infty }}{\sum \limits_{m=-l}^{+l}}{e^{-\Psi ({\mu _{l}})t}}{a_{lm}}{Y_{lm}}(\boldsymbol{x})=\mathbf{E}[T(\boldsymbol{x}+{B_{{F_{t}}}})|{\mathfrak{F}_{T}}],\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_133"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathfrak{F}_{T}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the <italic>σ</italic>-field generated by <italic>T</italic> and <italic>B</italic> is a rotational Brownian motion on the sphere <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_134"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{S}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> time-changed by the subordinator <italic>F</italic>.</p>
<p>Generalization of (<xref rid="j_vmsta200_eq_040">3.7</xref>) by means of the use of the Caputo–Djrbashian fractional derivative with respect to time was studied in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_014">14</xref>]. In the next section we study the further generalization using the convolution-type derivative defined in Section <xref rid="j_vmsta200_s_003">2.1</xref>.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta200_s_006">
<label>4</label>
<title>Models of random fields on the sphere</title>
<sec id="j_vmsta200_s_007">
<label>4.1</label>
<title>Nonlocal equations</title>
<p>Let us introduce now models of random fields on the sphere driven by equations with fractional operators. We consider fractional operators in time and space associated with Bernštein functions Φ and Ψ, respectively, as defined in Section <xref rid="j_vmsta200_s_002">2</xref> above.</p>
<p>We suppose that the function Φ corresponds to the subordinator <italic>H</italic>, <italic>L</italic> is its inverse process possessing the density <italic>l</italic> with Laplace transform <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_135"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widetilde{l}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as introduced in Proposition 1 in (<xref rid="j_vmsta200_eq_011">2.6</xref>). In what follows, we assume that the conditions of Proposition 1 are valid.</p>
<p>As the initial condition for the fractional equations in the theorems below we consider the real-valued, zero-mean, isotropic Gaussian random field <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_136"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$T(\boldsymbol{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_137"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{x}\in {\mathbb{S}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with the spectral representation (<xref rid="j_vmsta200_eq_031">3.1</xref>).</p><statement id="j_vmsta200_stat_006"><label>Theorem 1.</label>
<p><italic>The solution in</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_138"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${L^{2}}(dP\times d\lambda )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>to the fractional equation</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_042">
<label>(4.1)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2778em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \left(\gamma -\Psi (-{\Delta _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}})+{\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}\right)\hspace{0.1667em}{X_{t}}(\boldsymbol{x})=0,\hspace{1em}\boldsymbol{x}\in {\mathbb{S}_{1}^{2}},\hspace{0.2778em}t\ge 0,\hspace{1em}\gamma >0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>with the initial condition</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_139"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${X_{0}}(\boldsymbol{x})=T(\boldsymbol{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is a time-dependent random field on the sphere</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_140"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{S}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>written as</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_043">
<label>(4.2)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {X_{t}}(\boldsymbol{x})={\sum \limits_{l=0}^{\infty }}{\sum \limits_{m=-l}^{+l}}{a_{lm}}\hspace{0.1667em}\widetilde{l}(t,\gamma +\Psi ({\mu _{l}})){Y_{lm}}(\boldsymbol{x}),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_044">
<label>(4.3)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {a_{lm}}={\int _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}}{X_{0}}(\boldsymbol{x}){Y_{lm}^{\ast }}(\boldsymbol{x})\mu (d\boldsymbol{x}).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta200_stat_007"><label>Proof.</label>
<p>The proof follows the similar lines of those of the proof of Theorem 1 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_014">14</xref>]. In fact, the proof is deduced basing on the common method of separation of variables, the essential component of which is the knowledge of eigenfunctions for the operators involved into the equation. We present the main steps.</p>
<p>For the generalized D-C convolution-type derivative we have (see Proposition <xref rid="j_vmsta200_stat_002">1</xref>): 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_045">
<label>(4.4)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}\widetilde{l}(t,\lambda )=-\lambda \hspace{0.1667em}\widetilde{l}(t,\lambda ),\hspace{1em}\lambda >0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
with <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_141"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widetilde{l}(t,\lambda )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> being the Laplace transform of the inverse subordinator <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_142"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${L_{t}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined in (<xref rid="j_vmsta200_eq_011">2.6</xref>).</p>
<p>For the generalized Laplace operator <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_143"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Psi (-{\Delta _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we know that 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_046">
<label>(4.5)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \Psi (-{\Delta _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}}){Y_{lm}}(\boldsymbol{x})=-\Psi ({\mu _{l}}){Y_{lm}}(\boldsymbol{x}).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
This fact was shown in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_014">14</xref>] by direct calculations by using the semigroup approach and the spectral representation (<xref rid="j_vmsta200_eq_026">2.16</xref>) of the operator <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_144"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Psi (-{\Delta _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Note that we can also deduce from the result by Dautray and Lions (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_012">12</xref>], pp. 116–120) that the operator <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_145"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Psi (-{\Delta _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has the eigenvalues <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_146"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Psi ({\mu _{l}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and (<xref rid="j_vmsta200_eq_046">4.5</xref>) holds.</p>
<p>Thus, assuming that (<xref rid="j_vmsta200_eq_043">4.2</xref>) holds true, we have that 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_047">
<label>(4.6)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\left(\gamma -\Psi (-{\Delta _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}})\right){X_{t}}(\boldsymbol{x})=& {\sum \limits_{l=0}^{\infty }}{\sum \limits_{m=-l}^{+l}}{a_{l,m}}\left(\gamma +\Psi ({\mu _{l}})\right)\widetilde{l}(t,\gamma +\Psi ({\mu _{l}})){Y_{lm}}(\boldsymbol{x}).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
On the other hand, using (<xref rid="j_vmsta200_eq_045">4.4</xref>), we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_048">
<label>(4.7)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}\hspace{0.1667em}{X_{t}}(\boldsymbol{x})=-{\sum \limits_{l=0}^{\infty }}{\sum \limits_{m=-l}^{+l}}{a_{l,m}}\left(\gamma +\Psi ({\mu _{l}})\right)\widetilde{l}(t,\gamma +\Psi ({\mu _{l}})){Y_{l,m}}(\boldsymbol{x}).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
By summing up (<xref rid="j_vmsta200_eq_047">4.6</xref>) and (<xref rid="j_vmsta200_eq_048">4.7</xref>), we obtain (<xref rid="j_vmsta200_eq_042">4.1</xref>) as claimed.  □</p></statement>
<p>We now show that a solution to the fractional equation (<xref rid="j_vmsta200_eq_042">4.1</xref>) can be represented as a coordinate-changed random field. Introduce the time dependent random field on <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_147"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{S}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_049">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {T_{t}}(\boldsymbol{x})={\sum \limits_{l=0}^{\infty }}\sum \limits_{|m|\le l}{a_{lm}}{e^{-t{\mu _{l}}}}\hspace{0.1667em}{Y_{lm}}(\boldsymbol{x}),\hspace{1em}\boldsymbol{x}\in {\mathbb{S}_{1}^{2}},\hspace{0.1667em}\hspace{0.1667em}t\ge 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Let <italic>L</italic> be the inverse process associated with the function Φ as introduced above, <italic>F</italic> being the subordinator with the Bernštein function Ψ.</p>
<p>Define <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_148"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tau _{t}}={F_{{L_{t}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<inline-formula id="j_vmsta200_ineq_149"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mo>∘</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${F_{{L_{t}}}}=F\circ {L_{t}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) as the composition of <italic>F</italic> and <italic>L</italic>. 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_050">
<label>(4.8)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbf{E}[{e^{-\xi {\tau _{t}}}}]=\mathbf{E}[{e^{-\xi \gamma {L_{t}}-\Psi (\xi ){L_{t}}}}]=\widetilde{l}(t,\xi \gamma +\Psi (\xi )),\hspace{1em}t\ge 0,\hspace{1em}\xi \ge 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Let us define the random fields on the sphere <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_150"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{S}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_051">
<label>(4.9)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {Y_{t}}(\boldsymbol{x})=\mathbf{E}[{T_{{\tau _{t}}}}(\boldsymbol{x})|{\mathfrak{F}_{T}}],\hspace{1em}{Z_{t}}(\boldsymbol{x})=\mathbf{E}[T(\boldsymbol{x}+{B_{{\tau _{t}}}})|{\mathfrak{F}_{T}}],\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_151"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathfrak{F}_{T}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the <italic>σ</italic>-field generated by <italic>T</italic> and <italic>B</italic> is a rotational Brownian motion on the sphere <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_152"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{S}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The random field <italic>Y</italic> is a time-changed random field, whereas the random field <italic>Z</italic> is obtained by a random change of the coordinates of <italic>T</italic>. We remark that 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_052">
<label>(4.10)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {Y_{t}}(\boldsymbol{x})={\int _{0}^{\infty }}{T_{s}}(\boldsymbol{x})\hspace{0.1667em}\mathbf{P}({\tau _{t}}\in ds),\hspace{1em}{Z_{t}}(\boldsymbol{x})={\int _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}}T(\boldsymbol{y}){\mathbf{P}_{\boldsymbol{x}}}({B_{{\tau _{t}}}}\in \mu (d\boldsymbol{y})).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p><statement id="j_vmsta200_stat_008"><label>Theorem 2.</label>
<p><italic>Let us consider the solution</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_153"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${X_{t}}(\boldsymbol{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_154"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{x}\in {\mathbb{S}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_155"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$t\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, to Equation</italic> (<xref rid="j_vmsta200_eq_042">4.1</xref>) <italic>with</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_156"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\gamma =0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and the random fields</italic> (<xref rid="j_vmsta200_eq_051">4.9</xref>)<italic>, and let</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_157"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathfrak{F}_{T}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be the σ-field generated by</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_158"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${X_{0}}=T$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>on</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_159"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{S}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Then the following representation in</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_160"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${L^{2}}(dP\times d\lambda )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>holds true:</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_053">
<label>(4.11)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mo>∘</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {X_{t}}(\boldsymbol{x})=\mathbf{E}\left[T(\boldsymbol{x}+{B_{F\circ {L_{t}}}})\big|{\mathfrak{F}_{T}}\right],\hspace{1em}t\ge 0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>or equivalently</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_054">
<label>(4.12)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mo>∘</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {X_{t}}(\boldsymbol{x})=\mathbf{E}\left[{T_{F\circ {L_{t}}}}(\boldsymbol{x})\big|{\mathfrak{F}_{T}}\right],\hspace{1em}t\ge 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta200_stat_009"><label>Proof.</label>
<p>From (<xref rid="j_vmsta200_eq_025">2.15</xref>) we have that <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_161"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{E}{Y_{lm}}(\boldsymbol{x}+{B_{t}})={e^{-t{\mu _{l}}}}{Y_{lm}}(\boldsymbol{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_013">13</xref>]) and therefore 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_055">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathbf{E}[T(\boldsymbol{x}+{B_{{\tau _{t}}}})|{\mathfrak{F}_{T}}]& =\sum \limits_{lm}{a_{lm}}\mathbf{E}[{Y_{lm}}(\boldsymbol{x}+{B_{{\tau _{t}}}})|{\mathfrak{F}_{T}}]\\ {} & =\sum \limits_{lm}{a_{lm}}\mathbf{E}[{e^{-{\mu _{l}}{\tau _{t}}}}]{Y_{lm}}(\boldsymbol{x})=\mathbf{E}[{T_{{\tau _{t}}}}(\boldsymbol{x})|{\mathfrak{F}_{T}}],\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
that is, the representation (<xref rid="j_vmsta200_eq_043">4.2</xref>) in <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_162"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${L^{2}}(dP\times d\lambda )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the right-hand sides of Equations (<xref rid="j_vmsta200_eq_053">4.11</xref>) and (<xref rid="j_vmsta200_eq_054">4.12</xref>) coincide. On the other hand, we can write: 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_056">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true">[</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true">]</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{Z_{t}}(\boldsymbol{x})=& \mathbf{E}[T(\boldsymbol{x}+{B_{{\tau _{t}}}})|{\mathfrak{F}_{T}}]=\mathbf{E}\big[\sum \limits_{lm}{a_{lm}}{Y_{lm}}(\boldsymbol{x}+{B_{{\tau _{t}}}})|{\mathfrak{F}_{T}}\big]\\ {} =& \sum \limits_{lm}{a_{lm}}\mathbf{E}[{Y_{lm}}(\boldsymbol{x}+{B_{{\tau _{t}}}})]=\sum \limits_{lm}{a_{lm}}{Y_{lm}}(\boldsymbol{x})\mathbf{E}{e^{-{\mu _{l}}{\tau _{t}}}}\\ {} =& \sum \limits_{lm}{a_{lm}}{Y_{lm}}(\boldsymbol{x})\widetilde{l}(t,\Psi ({\mu _{l}}))={X_{t}}(\boldsymbol{x}).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
In the calculations above we used that <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_163"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${a_{lm}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are measurable w.r.t. <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_164"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathfrak{F}_{T}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_165"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${B_{{\tau _{t}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is independent of <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_166"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathfrak{F}_{T}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_167"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{E}[{Y_{lm}}(\boldsymbol{x}+{B_{{\tau _{t}}}})]={Y_{lm}}(\boldsymbol{x})\mathbf{E}{e^{-{\mu _{l}}{\tau _{t}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_013">13</xref>]), and <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_168"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{E}{e^{-{\mu _{l}}{\tau _{t}}}}=\mathbf{E}{e^{-{\mu _{l}}F({L_{t}})}}=\mathbf{E}{e^{-\Psi ({\mu _{l}}){L_{t}}}}=\widetilde{l}(t,\Psi ({\mu _{l}}))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The proof is concluded.  □</p></statement><statement id="j_vmsta200_stat_010"><label>Remark 3.</label>
<p>In the case where <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_169"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${L_{t}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is an inverse stable subordinator, that is, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_170"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Phi (s)={s^{\beta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the derivative <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_171"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> becomes the C-D fractional derivative, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_172"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widetilde{l}(t,\mu )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is given by the Mittag-Leffler function <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_173"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widetilde{l}(t,\mu )={E_{\beta }}(-{t^{\beta }}\mu )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, Theorem <xref rid="j_vmsta200_stat_006">1</xref> reduces to first part of Theorem 1 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_014">14</xref>]. From Theorem <xref rid="j_vmsta200_stat_008">2</xref> it follows that some correction is needed for the second part of Theorem 1 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_014">14</xref>]. Namely, the representation (3.9) therein should be stated for <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_174"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\gamma =0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Indeed, if <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_175"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\gamma \ne 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the same arguments as in the above proof of Theorem <xref rid="j_vmsta200_stat_008">2</xref> and the use of (<xref rid="j_vmsta200_eq_050">4.8</xref>) will lead to the expression of <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_176"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${Z_{t}}(\boldsymbol{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in the following form: <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_177"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${Z_{t}}(\boldsymbol{x})={\textstyle\sum _{lm}}{a_{lm}}{Y_{lm}}(\boldsymbol{x})\widetilde{l}(t,{\mu _{l}}\gamma +\Psi ({\mu _{l}}))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This expression differs form the representation (<xref rid="j_vmsta200_eq_043">4.2</xref>) for <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_178"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${X_{t}}(\boldsymbol{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_179"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\gamma \ne 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta200_stat_011"><label>Remark 4.</label>
<p>One particular case is <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_180"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Phi =\Psi $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, that is, both space and time derivatives in Equation (<xref rid="j_vmsta200_eq_042">4.1</xref>) are related to the same Bernštein function.</p></statement><statement id="j_vmsta200_stat_012"><label>Remark 5.</label>
<p>Equation (<xref rid="j_vmsta200_eq_042">4.1</xref>) can be considered, in particular, with the following fractional diffusion operator 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_057">
<label>(4.13)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \psi (-{\Delta _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}}):={(-{\Delta _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}})^{\alpha /2}}{(I-{\Delta _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}})^{\gamma /2}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_181"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\psi (t):={t^{\alpha /2}}{(1+t)^{\gamma /2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_182"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\alpha \in (0,2]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_183"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\gamma >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and the representation (<xref rid="j_vmsta200_eq_043">4.2</xref>) holds true. It should be noted that there is a Lévy subordinator with Laplace exponent <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_184"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\psi (t)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see Theorem 2 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_003">3</xref>]). For the fractional operator (<xref rid="j_vmsta200_eq_057">4.13</xref>) the eigenvalues are <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_185"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\psi ({\mu _{l}})={\mu _{l}^{\alpha /2}}{(1+{\mu _{l}})^{\gamma /2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_012">12</xref>], pp. 119–120). Therefore, the representation of the solution of the form (<xref rid="j_vmsta200_eq_043">4.2</xref>) holds with such <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_186"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\psi ({\mu _{l}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> inserted instead of <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_187"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Psi ({\mu _{l}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Equation (<xref rid="j_vmsta200_eq_042">4.1</xref>) can be considered for more general functions Ψ, not only for Bernštein functions. Indeed, the proof relies on two main facts given by (<xref rid="j_vmsta200_eq_045">4.4</xref>) and (<xref rid="j_vmsta200_eq_046">4.5</xref>), that is, we need to know the eigenfunctions and eigenvalues for the operators. However, if Ψ is a Bernštein function, then it is possible to have a deeper insight into the structure of the field <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_188"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${X_{t}}(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and obtain not only its Karhunen–Loève expansion, but also its representation as a coordinate-changed random field as stated in Theorem <xref rid="j_vmsta200_stat_008">2</xref>.</p></statement><statement id="j_vmsta200_stat_013"><label>Remark 6.</label>
<p>The random field (<xref rid="j_vmsta200_eq_043">4.2</xref>) obtained as solution to the fractional Cauchy problem (<xref rid="j_vmsta200_eq_042">4.1</xref>) can serve to construct more involved models, in particular, can be used as an initial condition for fractional SPDE (see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_002">2</xref>]). Possible further extensions can be also achieved via introducing into the model (<xref rid="j_vmsta200_eq_042">4.1</xref>) a driving (fractional) Brownian noise, similarly to the studies undertaken in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_002">2</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_004">4</xref>].</p></statement><statement id="j_vmsta200_stat_014"><label>Example.</label>
<p>Consider the tempered stable subordinator <italic>H</italic>, with the Bernštein function 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_058">
<label>(4.14)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \Phi (\lambda )={\left(\lambda +\beta \right)^{\alpha }}-{\beta ^{\alpha }},\hspace{1em}\alpha \in (0,1),\beta >0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The corresponding Lévy measure and its tail are given by the formulas 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_059">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \Pi (dz)=\frac{1}{\Gamma (1-\alpha )}\alpha {e^{-\beta z}}{z^{-\alpha -1}}dz;\hspace{1em}\overline{\Pi (z)}=\frac{1}{\Gamma (1-\alpha )}\alpha {\beta ^{\alpha }}\Gamma (-\alpha ,z),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
correspondingly, where <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_189"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Gamma (-\alpha ,z)={\textstyle\int _{z}^{\infty }}{e^{-v}}{v^{-\alpha -1}}dv$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the incomplete Gamma function.</p>
<p>The generalized C-D convolution-type derivative (<xref rid="j_vmsta200_eq_007">2.3</xref>) for Φ, given by (<xref rid="j_vmsta200_eq_058">4.14</xref>), becomes 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_060">
<label>(4.15)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathfrak{D}_{t}^{\Phi }}u(t)=\frac{\alpha {\beta ^{\alpha }}}{\Gamma (1-\alpha )}{\int _{0}^{t}}\frac{\partial }{\partial t}u(t-s)\Gamma (-\alpha ,s)ds.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>We can consider Equation (<xref rid="j_vmsta200_eq_042">4.1</xref>) with such derivative in time, and then in the representation of the solution (<xref rid="j_vmsta200_eq_043">4.2</xref>) we will have the Laplace transform <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_190"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widetilde{l}(t,\lambda )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the density of the inverse tempered stable subordinator, the formula of which is given, e.g., in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_001">1</xref>]. As we can see from the results below, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_191"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widetilde{l}(t,\lambda )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> appears also in the expressions for the moments of the fields (<xref rid="j_vmsta200_eq_043">4.2</xref>). Therefore, we obtain the model of random fields on the sphere with different representation and different properties than that considered in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_014">14</xref>].</p></statement>
<p>The next result gives expressions for the higher-order moments of the solution (<xref rid="j_vmsta200_eq_043">4.2</xref>).</p><statement id="j_vmsta200_stat_015"><label>Proposition 2.</label>
<p><italic>For</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_192"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, the higher-order moments of</italic> (<xref rid="j_vmsta200_eq_043">4.2</xref>) <italic>are given by</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_061">
<label>(4.16)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo maxsize="1.61em" minsize="1.61em" fence="true" mathvariant="normal">(</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∏</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo maxsize="1.61em" minsize="1.61em" fence="true" mathvariant="normal">)</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∏</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbf{E}[{({X_{t}}(\boldsymbol{x}))^{n}}]={\sum \limits_{{l_{1}}=0}^{\infty }}\cdots {\sum \limits_{{l_{n}}=0}^{\infty }}\Big({\prod \limits_{j=1}^{n}}\widetilde{l}(t,\gamma +\Psi ({\mu _{{l_{j}}}}))\Big)\sqrt{\frac{{\textstyle\textstyle\prod _{j=1}^{n}}(2{l_{j}}+1)}{{(4\pi )^{n}}}}\mathbf{E}[{a_{{l_{1}}0}}\cdots {a_{{l_{n}}0}}].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta200_stat_016"><label>Proof.</label>
<p>We follow the proof of Proposition 1 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_013">13</xref>]. We have 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_062">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∏</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathbf{E}[({X_{t}}(\boldsymbol{x}))]=& {\sum \limits_{{l_{1}}=0}^{\infty }}\cdots {\sum \limits_{{l_{n}}=0}^{\infty }}\mathbf{E}\left[{\prod \limits_{j=1}^{n}}{T_{{l_{j}}}}(\boldsymbol{x})\hspace{0.1667em}\widetilde{l}(t,\gamma +\Psi ({\mu _{{l_{j}}}}))\right],\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_063">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∏</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∏</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathbf{E}\left[{\prod \limits_{j=1}^{n}}{T_{{l_{j}}}}(\boldsymbol{x})\right]=& {\sum \limits_{{m_{1}}=-{l_{1}}}^{+{l_{1}}}}\cdots {\sum \limits_{{m_{n}}=-{l_{n}}}^{+{l_{n}}}}\mathbf{E}[{a_{{l_{1}}{m_{1}}}}\cdots {a_{{l_{n}}{m_{n}}}}]{\prod \limits_{j=1}^{n}}{Y_{{l_{j}}{m_{j}}}}(\boldsymbol{x}).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Since the random field <italic>T</italic> is isotropic, we take advantage of the property that <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_193"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{l}}(\boldsymbol{x})\stackrel{law}{=}T({\boldsymbol{x}_{N}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> where <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_194"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{x}_{N}}=(0,0)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the North Pole and that <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_195"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${Y_{lm}}({\boldsymbol{x}_{N}})=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_196"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\ne 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_197"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt></mml:math><tex-math><![CDATA[${Y_{l0}}({\boldsymbol{x}_{N}})=\sqrt{(2l+1)/4\pi }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_024">24</xref>]). We obtain that 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_064">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∏</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∏</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathbf{E}\left[{\prod \limits_{j=1}^{n}}{T_{{l_{j}}}}(\boldsymbol{x})\right]=& \sqrt{\frac{{\textstyle\textstyle\prod _{j=1}^{n}}(2{l_{j}}+1)}{{(4\pi )^{n}}}}\mathbf{E}[{a_{{l_{1}}0}}\cdots {a_{{l_{n}}0}}].\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
By collecting all pieces together we get the claimed result.  □</p></statement>
<p>Note, that <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_198"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{E}[{({X_{t}}(g\boldsymbol{x}))^{n}}]=\mathbf{E}[{({X_{t}}(\boldsymbol{x}))^{n}}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_199"><alternatives><mml:math>
<mml:mo>∀</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\forall \hspace{0.1667em}g\in SO(3)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta200_s_008">
<label>4.2</label>
<title>Angular power spectrum</title>
<p>Under isotropy, the harmonic coefficients <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_200"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\{{a_{lm}}\hspace{0.1667em}:\hspace{0.1667em}l\ge 0,\hspace{0.1667em}|m|\le l\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> appearing in (<xref rid="j_vmsta200_eq_031">3.1</xref>) are such that the power spectrum <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_201"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\{{C_{l}}=\mathbf{E}|{a_{lm}}{|^{2}}\hspace{0.1667em}:\hspace{0.1667em}l\ge 0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> associated with the random field <italic>T</italic> depends uniquely on the frequency <italic>l</italic>. The variance of <italic>T</italic> can be written as 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_065">
<label>(4.17)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mtext>for all</mml:mtext>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mspace width="0.2778em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbf{E}{[T(\boldsymbol{x})]^{2}}={\sum \limits_{l=0}^{\infty }}\frac{2l+1}{4\pi }{C_{l}}\hspace{1em}\text{for all}\hspace{2.5pt}\hspace{0.2778em}\boldsymbol{x}\in {\mathbb{S}_{1}^{2}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and thus, to ensure <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_202"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{E}{[T(\boldsymbol{x})]^{2}}<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we can require, in particular, the power spectrum to be such that <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_203"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${C_{l}}\sim {l^{-\theta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_204"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$l\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_205"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta >2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. As we can see from (<xref rid="j_vmsta200_eq_065">4.17</xref>), the correlation structure of <italic>T</italic> is strictly related to the collection <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_206"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\{{C_{l}}\hspace{0.1667em}:\hspace{0.1667em}l\ge 0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the angular power spectrum.</p>
<p>An interesting review on the characterization of random fields on the sphere <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_207"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{S}^{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_208"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$d\ge 2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, is given in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_007">7</xref>]. The authors consider the Karhunen–Loève expansion in terms of spherical harmonics and Gegenbauer polynomials and discuss questions of integrability and path-continuity in the (space) fractional case. Many authors focuse on the connection between covariance structure, summability and regularity (see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_019">19</xref>] and references therein). Our next theorem is concerned with subordination of random fields.</p><statement id="j_vmsta200_stat_017"><label>Theorem 3.</label>
<p><italic>For the representation</italic> (<xref rid="j_vmsta200_eq_043">4.2</xref>) <italic>of the solution to</italic> (<xref rid="j_vmsta200_eq_042">4.1</xref>) <italic>the following propositions hold:</italic> 
<list>
<list-item id="j_vmsta200_li_001">
<label>(i)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta200_ineq_209"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${X_{0}}\in {\mathcal{H}^{s}}({\mathbb{S}_{1}^{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_210"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$s>3$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta200_li_002">
<label>(ii)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta200_ineq_211"><alternatives><mml:math>
<mml:mo>∀</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\forall \hspace{0.1667em}t\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_066">
<label>(4.18)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbf{E}[{({X_{t}}(\boldsymbol{x}))^{2}}]=\sum \limits_{l}\frac{2l+1}{4\pi }{C_{l}}(t)=\sum \limits_{l}{C_{l}^{\ast }}(t),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_212"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${C_{l}^{\ast }}(t)\sim {(\overline{\Pi }(t))^{2}}{l^{-\theta -3}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_213"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta >2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_214"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$t>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, if</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_215"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${C_{l}}\sim {l^{-\theta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, as</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_216"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$l\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta200_li_003">
<label>(iii)</label>
<p><italic>For the angular power spectrum we have that, for</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_217"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$t\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_218"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$l\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_219"><alternatives><mml:math>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$|m|\le l$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_067">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {C_{l}}(t)=\mathbf{E}|{a_{lm}}(t){|^{2}}\le {C_{l}}\hspace{0.1667em}\underset{\sigma \in (0,1)}{\sup }\Gamma (1+\sigma )\hspace{0.1667em}{(\gamma +\Psi ({\mu _{l}}))^{-\sigma }}\hspace{0.1667em}\mathbf{E}[{({L_{t}})^{-\sigma }}].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta200_li_004">
<label>(iv)</label>
<p><italic>For</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_220"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{x},\boldsymbol{y}\in {\mathbf{S}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_221"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$t,s\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_222"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$g\in SO(3)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, we have that</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_068">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true" mathvariant="normal">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true" mathvariant="normal">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}\mathbb{E}[{X_{t}}(g\boldsymbol{x})\hspace{0.1667em}{X_{s}}(g\boldsymbol{y})]=\sum \limits_{l}\frac{2l+1}{4\pi }\hspace{0.1667em}{C_{l}}\hspace{0.1667em}(\widetilde{l}(t,\gamma +\Psi ({\mu _{l}}))\big)(\widetilde{l}(s,\gamma +\Psi ({\mu _{l}}))\big)\hspace{0.1667em}{Q_{l}}(\langle \boldsymbol{x},\boldsymbol{y}\rangle ),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_223"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${Q_{l}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is given by</italic> (<xref rid="j_vmsta200_eq_018">2.10</xref>)<italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_224"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">cos</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\langle \boldsymbol{x},\boldsymbol{y}\rangle =\cos d(x,y)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>with</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_225"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$d(\boldsymbol{x},\boldsymbol{y})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>being the spherical distance between the points</italic> <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_226"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{x},\boldsymbol{y}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement><statement id="j_vmsta200_stat_018"><label>Proof.</label>
<p>(i) For the process <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_227"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${X_{t}}(\boldsymbol{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> introduced in the previous section we have that 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_069">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mo maxsize="2.03em" minsize="2.03em" stretchy="true">|</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo maxsize="2.03em" minsize="2.03em" stretchy="true">|</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\bigg|\left(\gamma -\Psi (-{\Delta _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}})\right){X_{t}}(\boldsymbol{x})\bigg|& \le \sum \limits_{lm}|{a_{l,m}}||\gamma +\Psi ({\mu _{l}})||\widetilde{l}(t,\gamma +\Psi ({\mu _{l}}))||{Y_{l,m}}(\boldsymbol{x})|\\ {} & \le \sum \limits_{lm}|{a_{l,m}}||\gamma +\Psi ({\mu _{l}})||{Y_{l,m}}(\boldsymbol{x})|\\ {} & \le |\gamma |\sum \limits_{lm}|{a_{l,m}}||{Y_{l,m}}(\boldsymbol{x})|+\sum \limits_{lm}|{a_{l,m}}||\Psi ({\mu _{l}})||{Y_{l,m}}(\boldsymbol{x})|\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and (recall that <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_228"><alternatives><mml:math>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$|{Y_{lm}}|\le {l^{1/2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_070">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& \sum \limits_{lm}\mathbf{E}|{a_{l,m}}{|^{2}}|{Y_{l,m}}(\boldsymbol{x}){|^{2}}\le \sum \limits_{l}\frac{2l+1}{4\pi }\hspace{0.1667em}l\hspace{0.1667em}{C_{l}},\\ {} & \sum \limits_{lm}\mathbf{E}|{a_{l,m}}{|^{2}}|\Psi ({\mu _{l}}){|^{2}}|{Y_{l,m}}(\boldsymbol{x}){|^{2}}\le \sum \limits_{l}\frac{2l+1}{4\pi }|\Psi ({\mu _{l}}){|^{2}}\hspace{0.1667em}l\hspace{0.1667em}{C_{l}}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Thus, from (<xref rid="j_vmsta200_eq_030">2.19</xref>), (<xref rid="j_vmsta200_eq_038">3.5</xref>) we obtain <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_229"><alternatives><mml:math>
<mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true" mathvariant="normal">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true" mathvariant="normal">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\big(\gamma -\Psi (-{\Delta _{{\mathbb{S}_{1}^{2}}}})\big){X_{t}}(\boldsymbol{x})\in {\mathcal{H}^{2s}}({\mathbb{S}_{1}^{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_230"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$2s>6$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>(ii) 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_071">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true" mathvariant="normal">(</mml:mo><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true" mathvariant="normal">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbf{E}[{({X_{t}}(\boldsymbol{x}))^{2}}]=\sum \limits_{l\ge 0}\frac{2l+1}{4\pi }{\big(\widetilde{l}(t,\gamma +\Psi ({\mu _{l}}))\big)^{2}}{C_{l}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
is finite if <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_231"><alternatives><mml:math>
<mml:mo>∀</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\forall \hspace{0.1667em}t$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_232"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true" mathvariant="normal">(</mml:mo><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true" mathvariant="normal">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mtext>with</mml:mtext>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\big(\widetilde{l}(t,\gamma +\Psi ({\mu _{l}}))\big)^{2}}{C_{l}}\sim {l^{-\theta (\gamma )}},\hspace{2.5pt}\text{with}\hspace{2.5pt}\theta (\gamma )>2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>The angular power spectrum of <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_233"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${X_{t}}(\boldsymbol{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be written as 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_072">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {C_{l}}(t)=\big|\mathbf{E}[{e^{-(\gamma +\Psi ({\mu _{l}})){L_{t}}}}]{\big|^{2}}\hspace{0.1667em}{C_{l}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
from which we get the Laplace transform 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_073">
<label>(4.19)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \varphi (\lambda ,l):={\int _{0}^{\infty }}{e^{-\lambda t}}\sqrt{{C_{l}}(t)}\hspace{0.1667em}dt=\frac{\Phi (\lambda )}{\lambda }\frac{\sqrt{{C_{l}}}}{\gamma +\Psi ({\mu _{l}})+\Phi (\lambda )}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
If <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_234"><alternatives><mml:math>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\sqrt{{C_{l}}}/\Psi ({\mu _{l}})\to {d_{\Psi }}\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_235"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$l\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_074">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mtext>as</mml:mtext>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \varphi (\lambda ,l)\to \frac{\Phi (\lambda )}{\lambda }\hspace{0.1667em}{d_{\Psi }}={\int _{0}^{\infty }}{e^{-\lambda t}}\left({d_{\Psi }}\overline{\Pi }(t)\right)dt\hspace{1em}\text{as}\hspace{1em}l\to \infty ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_236"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\overline{\Pi }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has been defined in (<xref rid="j_vmsta200_eq_005">2.2</xref>). Since <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_237"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Psi ({\mu _{l}})\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_238"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$l\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we get that 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_075">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \varphi (\lambda ,l)\sim \frac{\Phi (\lambda )}{\lambda }\frac{\sqrt{{C_{l}}}}{\Psi ({l^{2}})}={\int _{0}^{\infty }}{e^{-\lambda t}}\left(\frac{\sqrt{{C_{l}}}}{\Psi ({l^{2}})}\hspace{0.1667em}\overline{\Pi }(t)\right)dt.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Thus, we conclude that, for <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_239"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$t>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_076">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {C_{l}}(t)\sim {\left(\frac{\overline{\Pi }(t)}{\Psi ({l^{2}})}\right)^{2}}\hspace{0.1667em}{C_{l}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
(iii) We notice that 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_077">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbf{E}[{e^{-q{L_{t}}}}]={\int _{0}^{1}}\mathbf{P}({e^{-q{L_{t}}}}>s)ds\le {\int _{0}^{1}}\frac{\mathbf{E}[f({e^{-q{L_{t}}}})]}{f(s)}ds\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for <italic>f</italic> nonnegative and nondecreasing in the set <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_240"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\{{e^{-q{L_{t}}}}>s\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By choosing <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_241"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$f(s)={(-\ln s)^{-\sigma }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_242"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\sigma \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_243"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$s\in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_078">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbf{E}[{e^{-q{L_{t}}}}]\le \mathbf{E}[{(q{L_{t}})^{-\sigma }}]{\int _{0}^{1}}\frac{ds}{{(-\ln s)^{-\sigma }}}={q^{-\sigma }}\hspace{0.1667em}\Gamma (1+\sigma )\mathbf{E}[{({L_{t}})^{-\sigma }}].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>From (<xref rid="j_vmsta200_eq_073">4.19</xref>) we get the result.</p>
<p>(iv) The expression for the covariance is derived following the same arguments as in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_014">14</xref>], Theorem 3.  □</p></statement><statement id="j_vmsta200_stat_019"><label>Remark 7.</label>
<p>Let us consider the special case <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_244"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Phi (\lambda )={\lambda ^{\beta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_245"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Psi (\xi )={\xi ^{\alpha }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. First, we have 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_079">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {C_{l}}(t)\le \Gamma (1+\sigma )\hspace{0.1667em}{(\gamma +{({\mu _{l}})^{\alpha }})^{-\sigma }}\hspace{0.1667em}\mathbf{E}[{({L_{t}})^{-\sigma }}]\hspace{0.1667em}{C_{l}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Since 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_080">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\int _{0}^{\infty }}{e^{-\lambda t}}\mathbf{E}[{({L_{t}})^{-\sigma }}]\hspace{0.1667em}dt=\frac{{\left(\Phi (\lambda )\right)^{\sigma }}}{\lambda }\Gamma (1-\sigma )=\Gamma (1-\sigma )\hspace{0.1667em}{\lambda ^{\beta \sigma -1}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
we obtain that <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_246"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{E}[{({L_{t}})^{-\sigma }}]=\frac{\Gamma (1-\sigma )}{\Gamma (1-\beta \sigma )}\hspace{0.1667em}{t^{-\beta \sigma }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus, <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_247"><alternatives><mml:math>
<mml:mo>∀</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\forall \hspace{0.1667em}t>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta200_eq_081">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">sin</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {C_{l}}(t)\le {C_{l}}\hspace{0.1667em}\underset{\sigma }{\sup }\frac{\sigma \pi }{\sin \sigma \pi }\hspace{0.1667em}{(\gamma +{({\mu _{l}})^{\alpha }})^{-\sigma }}\hspace{0.1667em}\frac{{t^{-\beta \sigma }}}{\Gamma (1-\beta \sigma )},\hspace{1em}l\ge 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta200_stat_020"><label>Remark 8</label>
<title>(High-resolution or high-frequency analysis).</title>
<p>The convergence rate of (<xref rid="j_vmsta200_eq_065">4.17</xref>) depends on <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_248"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${C_{l}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, in particular, on the high-frequency behaviour of <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_249"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${C_{l}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and therefore, on the high-frequency resolution of <italic>T</italic>. In (<xref rid="j_vmsta200_eq_031">3.1</xref>), <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_250"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{l}}(x)={\textstyle\sum _{|m|\le l}}{a_{lm}}{Y_{lm}}(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> represents the <italic>l</italic>-th frequency component of <italic>T</italic>, and in real data, we get more and more information (or resolution) as <italic>l</italic> increases. In physical experiments, when we measure, e.g., the CMB radiation, the power spectrum of the spherical random fields <italic>T</italic> is usually unknown and we are interested in the empirical counterpart of the angular power spectrum (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta200_ref_021">21</xref>]) <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_251"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\widehat{{C_{l}}}=\frac{1}{2l+1}{\textstyle\sum _{m=-l}^{+l}}|{a_{lm}}{|^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus, we may be interested in the high-frequency consistency of <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_252"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\{\widehat{{C_{l}}}\hspace{0.1667em}:\hspace{0.1667em}l\ge 0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or the high-frequency ergodicity of <italic>T</italic>. In the high-frequency analysis, the behavior of angular power spectrum of the fields considered in this paper depends on Ψ and Φ and, therefore, we introduce a large class of models in which many important practical aspects can be captured.</p></statement>
</sec>
</sec>
</body>
<back>
<ack id="j_vmsta200_ack_001">
<title>Acknowledgments</title>
<p>We are grateful to the reviewers for their valuable remarks and suggestions, which helped us to improve the presentation of the results.</p></ack>
<ref-list id="j_vmsta200_reflist_001">
<title>References</title>
<ref id="j_vmsta200_ref_001">
<label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Alrawashdeh</surname>, <given-names>M.S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kelly</surname>, <given-names>J.F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Meerschaert</surname>, <given-names>M.M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Scheffler</surname>, <given-names>H.-P.</given-names></string-name>: <article-title>Applications of inverse tempered stable subordinators</article-title>. <source>Comput. Math. Appl.</source> <volume>73</volume>(<issue>6</issue>), <fpage>892</fpage>–<lpage>905</lpage> (<year>2017</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3623093">MR3623093</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.camwa.2016.07.026" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.camwa.2016.07.026</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_002">
<label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Anh</surname>, <given-names>V.V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Broadbridge</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Olenko</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang Yu</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>: <article-title>On approximation for fractional stochastic partial differential equations on the sphere</article-title>. <source>Stoch. Environ. Res. Risk Assess.</source> <volume>32</volume>, <fpage>2585</fpage>–<lpage>2603</lpage> (<year>2018</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s00477-018-1517-1" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s00477-018-1517-1</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_003">
<label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Anh</surname>, <given-names>V.V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Leonenko</surname>, <given-names>N.N.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sikorskii</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>: <article-title>Stochastic representation of fractional Bessel–Riesz motion</article-title>. <source>Chaos Solitons Fractals</source> <volume>102</volume>, <fpage>135</fpage>–<lpage>139</lpage> (<year>2017</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3672004">MR3672004</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.chaos.2017.04.039" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.chaos.2017.04.039</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_004">
<label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Anh</surname>, <given-names>V.V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Olenko</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang Yu</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>: <article-title>Fractional stochastic partial differential equation for random tangent fields on the sphere</article-title>. <source>Theory Probab. Math. Stat.</source> <volume>104</volume>, <fpage>3</fpage>–<lpage>22</lpage> (<year>2021</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1090/tpms/1142" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1090/tpms/1142</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_005">
<label>[5]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Aubin</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>: <source>Some Nonlinear Problems in Riemannian Geometry</source>. <series>Springer Monographs in Mathematics</series>. <publisher-name>Springer</publisher-name>, <publisher-loc>Berlin</publisher-loc> (<year>1998</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1636569">MR1636569</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-3-662-13006-3" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/978-3-662-13006-3</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_006">
<label>[6]</label><mixed-citation publication-type="chapter"> <string-name><surname>Bertoin</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>: <chapter-title>Subordinators: examples and applications</chapter-title>. In: <string-name><surname>Bernard</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name> (ed.) <source>Lectures on Probability Theory and Statistics</source>. <series>Lecture Notes in Mathematics</series>, vol. <volume>1717</volume>. <publisher-name>Springer</publisher-name>, <publisher-loc>Berlin, Heidelberg</publisher-loc> (<year>1999</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1746300">MR1746300</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-3-540-48115-7_1" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/978-3-540-48115-7_1</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_007">
<label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Bingham</surname>, <given-names>N.H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Symons</surname>, <given-names>T.L.</given-names></string-name>: <article-title>Gaussian random fields on the sphere and sphere cross line</article-title>. <source>Stoch. Process. Appl.</source> <comment>In press. Available online 4 September 2019.</comment> <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.spa.2019.08.007" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.spa.2019.08.007</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_008">
<label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Broadbridge</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kolesnik</surname>, <given-names>A.D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Leonenko</surname>, <given-names>N.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Olenko</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>: <article-title>Random spherical hyperbolic diffusion</article-title>. <source>J. Stat. Phys.</source> <volume>177</volume>, <fpage>889</fpage>–<lpage>916</lpage> (<year>2019</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4031900">MR4031900</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s10955-019-02395-0" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s10955-019-02395-0</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_009">
<label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Buchak</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sakhno</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>: <article-title>On the governing equations for Poisson and Skellam processes time-changed by inverse subordinators</article-title>. <source>Theory Probab. Math. Stat.</source> <volume>98</volume>, <fpage>91</fpage>–<lpage>104</lpage> (<year>2019</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3824680">MR3824680</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1090/tpms/1064" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1090/tpms/1064</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_010">
<label>[10]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Capitanelli</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>D’Ovidio</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <article-title>Fractional equations via convergence of forms</article-title>. <source>Fract. Calc. Appl. Anal.</source> <volume>22</volume>, <fpage>844</fpage>–<lpage>870</lpage> (<year>2019</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4023098">MR4023098</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1515/fca-2019-0047" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1515/fca-2019-0047</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_011">
<label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>Z.-Q.</given-names></string-name>: <article-title>Time fractional equations and probabilistic representation</article-title>. <source>Chaos Solitons Fractals</source> <volume>102</volume>, <fpage>168</fpage>–<lpage>174</lpage> (<year>2017</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3672008">MR3672008</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.chaos.2017.04.029" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.chaos.2017.04.029</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_012">
<label>[12]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Dautray</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lions</surname>, <given-names>J.-L.</given-names></string-name>: <source>Mathematical Analysis and Numerical Methods for Science and Thechnology. Vol. 3. Spectral Theory and Applications</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name>, <publisher-loc>Berlin</publisher-loc> (<year>1990</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1064315">MR1064315</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_013">
<label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>D’Ovidio</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <article-title>Coordinates changed random fields on the sphere</article-title>. <source>J. Stat. Phys.</source> <volume>154</volume>, <fpage>1153</fpage>–<lpage>1176</lpage> (<year>2014</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3164607">MR3164607</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s10955-013-0911-9" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s10955-013-0911-9</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_014">
<label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>D’Ovidio</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Leonenko</surname>, <given-names>N.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Orsingher</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>: <article-title>Fractional spherical random fields</article-title>. <source>Stat. Probab. Lett.</source> <volume>116</volume>, <fpage>146</fpage>–<lpage>156</lpage> (<year>2016</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3508533">MR3508533</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.spl.2016.04.011" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.spl.2016.04.011</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_015">
<label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>D’Ovidio</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Nane</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>: <article-title>Time dependent random fields on spherical non-homogeneous surfaces</article-title>. <source>Stoch. Process. Appl.</source> <volume>124</volume>, <fpage>2098</fpage>–<lpage>2131</lpage> (<year>2014</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3188350">MR3188350</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.spa.2014.02.001" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.spa.2014.02.001</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_016">
<label>[16]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Kilbas</surname>, <given-names>A.A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Srivastava</surname>, <given-names>H.M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Trujillo</surname>, <given-names>J.J.</given-names></string-name>: <source>Theory and Applications of Fractional Differential Equations</source>. <series>North Holland Mathematics Studies</series>, vol. <volume>204</volume>. <publisher-name>Elsevier Science</publisher-name>, <publisher-loc>Amsterdam</publisher-loc> (<year>2006</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2218073">MR2218073</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_017">
<label>[17]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Kochubei</surname>, <given-names>A.N.</given-names></string-name>: <article-title>General fractional calculus, evolution equations, and renewal processes</article-title>. <source>Integral Equ. Oper. Theory</source> <volume>71</volume>(<issue>4</issue>), <fpage>583</fpage>–<lpage>600</lpage> (<year>2011</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2854867">MR2854867</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s00020-011-1918-8" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s00020-011-1918-8</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_018">
<label>[18]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Lan</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xiao</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>: <article-title>Regularity properties of the solution to a stochastic heat equation driven by a fractional Gaussian noise on <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_253"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${S^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></article-title>. <source>J. Math. Anal. Appl.</source> <volume>476</volume>, <fpage>27</fpage>–<lpage>52</lpage> (<year>2019</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3944417">MR3944417</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.jmaa.2019.01.077" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.jmaa.2019.01.077</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_019">
<label>[19]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Lang</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Schwab</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>: <article-title>Isotropic Gaussian random fields on the sphere: regularity, fast simulation and stochastic partial differential equations</article-title>. <source>Ann. Appl. Probab.</source> <volume>25</volume>(<issue>6</issue>), <fpage>3047</fpage>–<lpage>3094</lpage> (<year>2015</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3404631">MR3404631</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/14-AAP1067" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/14-AAP1067</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_020">
<label>[20]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Marinucci</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Peccati</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>: <article-title>Ergodicity and Gaussianity for spherical random fields</article-title>. <source>J. Math. Phys.</source> <volume>52</volume>, <elocation-id>043301</elocation-id> (<year>2010</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2662485">MR2662485</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1063/1.3329423" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1063/1.3329423</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_021">
<label>[21]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Marinucci</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Peccati</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>: <source>Random Fields on the Sphere: Representation, Limit Theorems and Cosmological Applications</source>. <publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name>, <publisher-loc>Cambridge</publisher-loc> (<year>2011</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2840154">MR2840154</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1017/CBO9780511751677" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1017/CBO9780511751677</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_022">
<label>[22]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Schoenberg</surname>, <given-names>I.J.</given-names></string-name>: <article-title>Positive definite functions on spheres</article-title>. <source>Duke Math. J.</source> <volume>9</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>96</fpage>–<lpage>108</lpage> (<year>1942</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0005922">MR0005922</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1215/S0012-7094-42-00908-6" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1215/S0012-7094-42-00908-6</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_023">
<label>[23]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Toaldo</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>: <article-title>Convolution-type derivatives, hitting-times of subordinators and time-changed <inline-formula id="j_vmsta200_ineq_254"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${C_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-semigroups</article-title>. <source>Potential Anal.</source> <volume>42</volume>, <fpage>115</fpage>–<lpage>140</lpage> (<year>2015</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3297989">MR3297989</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s11118-014-9426-5" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s11118-014-9426-5</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_024">
<label>[24]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Varshalovich</surname>, <given-names>D.A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Moskalev</surname>, <given-names>A.N.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Khersonskii</surname>, <given-names>V.K.</given-names></string-name>: <source>Quantum Theory of Angular Momentum</source>. <publisher-name>World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd.</publisher-name>, <publisher-loc>Singapore</publisher-loc> (<year>2008</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1022665">MR1022665</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1142/0270" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1142/0270</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_025">
<label>[25]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Widder</surname>, <given-names>D.V.</given-names></string-name>: <source>The Laplace Transform</source>. <publisher-name>Princeton University Press</publisher-name>, <publisher-loc>Princeton</publisher-loc> (<year>1946</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0005923">MR0005923</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta200_ref_026">
<label>[26]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Yosida</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>: <article-title>Brownian motion on the surface of the 3-sphere</article-title>. <source>Ann. Math. Stat.</source> <volume>20</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>292</fpage>–<lpage>296</lpage> (<year>1949</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0030152">MR0030152</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/aoms/1177730038" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/aoms/1177730038</ext-link></mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>
