Published April 21, 2016 | Version v1
Publication Open

Long-Range Correlations of Global Sea Surface Temperature

  • 1. Nanjing University of Information Science and Technology
  • 2. Institute of Oceanology
  • 3. Chinese Academy of Sciences
  • 4. Nuclear and Radiation Safety Center
  • 5. Ministry of Ecology and Environment

Description

Scaling behaviors of the global monthly sea surface temperature (SST) derived from 1870–2009 average monthly data sets of Hadley Centre Sea Ice and SST (HadISST) are investigated employing detrended fluctuation analysis (DFA). The global SST fluctuations are found to be strong positively long-range correlated at all pertinent time-intervals. The value of scaling exponent is larger in the tropics than those in the intermediate latitudes of the northern and southern hemispheres. DFA leads to the scaling exponent α = 0.87 over the globe (60°S~60°N), northern hemisphere (0°N~60°N), and southern hemisphere (0°S~60°S), α = 0.84 over the intermediate latitude of southern hemisphere (30°S~60°S), α = 0.81 over the intermediate latitude of northern hemisphere (30°N~60°N) and α = 0.90 over the tropics 30°S~30°N [fluctuation F(s) ~ sα], which the fluctuations of monthly SST anomaly display long-term correlated behaviors. Furthermore, the larger the standard deviation is, the smaller long-range correlations (LRCs) of SST in the corresponding regions, especially in three distinct upwelling areas. After the standard deviation is taken into account, an index χ = α * σ is introduced to obtain the spatial distributions of χ. There exists an obvious change of global SST in central east and northern Pacific and the northwest Atlantic. This may be as a clue on predictability of climate and ocean variabilities.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتم التحقيق في سلوكيات قياس درجة حرارة سطح البحر الشهرية العالمية (SST) المستمدة من متوسط مجموعات البيانات الشهرية 1870-2009 لمركز هادلي للجليد البحري و SST (HadISST) باستخدام تحليل التقلبات غير المتجهة (DFA). تم العثور على تقلبات SST العالمية لتكون قوية ومترابطة بشكل إيجابي على المدى الطويل في جميع الفترات الزمنية ذات الصلة. قيمة أس القياس أكبر في المناطق المدارية من تلك الموجودة في خطوط العرض المتوسطة لنصفي الكرة الشمالي والجنوبي. يؤدي DFA إلى أس القياس α = 0.87 على الكرة الأرضية (60درجة مئوية ~60درجةشمالاً)، ونصف الكرة الشمالي (0درجةشمالاً~60درجةشمالاً)، ونصف الكرة الجنوبي (0درجة جنوباً ~60درجة جنوباً)، α = 0.84 على خط العرض المتوسط لنصف الكرة الجنوبي (30درجةجنوباً~60درجةجنوباً)، α = 0.81 على خط العرض المتوسط لنصف الكرة الشمالي (30درجةشمالاً~60درجةشمالاً) وα = 0.90 على المناطق المدارية 30درجةجنوباً~30درجةشمالاً [التذبذب F(s) ~ sα]، والتي تظهر تقلبات شذوذ SST الشهري سلوكيات مترابطة طويلة الأجل. علاوة على ذلك، كلما كان الانحراف المعياري أكبر، كانت الارتباطات البعيدة المدى الأصغر (LRCs) لـ SST في المناطق المقابلة، خاصة في ثلاث مناطق صاعدة متميزة. بعد أخذ الانحراف المعياري في الاعتبار، يتم إدخال مؤشر χ = α * σ للحصول على التوزيعات المكانية لـ χ. هناك تغيير واضح في التوقيت الصيفي العالمي في وسط شرق وشمال المحيط الهادئ وشمال غرب المحيط الأطلسي. قد يكون هذا بمثابة دليل على القدرة على التنبؤ بالتغيرات المناخية والمحيطات.

Translated Description (French)

Les comportements de mise à l'échelle de la température mensuelle globale de la surface de la mer (SST) dérivée des ensembles de données mensuelles moyennes de 1870–2009 de la glace de mer du Centre Hadley et de la SST (HadISST) sont étudiés à l'aide de l'analyse des fluctuations détrendues (DFA). Les fluctuations mondiales du SST sont fortement corrélées positivement à long terme à tous les intervalles de temps pertinents. La valeur de l'exposant de mise à l'échelle est plus grande sous les tropiques que sous les latitudes intermédiaires des hémisphères nord et sud. La DFA conduit à l'exposant de mise à l'échelle α = 0,87 sur le globe (60°S~60°N), l'hémisphère nord (0°N~60°N) et l'hémisphère sud (0°S~60°S), α = 0,84 sur la latitude intermédiaire de l'hémisphère sud (30°S~60°S), α = 0,81 sur la latitude intermédiaire de l'hémisphère nord (30°N~60°N) et α = 0,90 sur les tropiques 30°S~30°N [fluctuation F(s) ~ sα], dont les fluctuations de l'anomalie SST mensuelle affichent des comportements corrélés à long terme. En outre, plus l'écart type est important, plus les corrélations à longue distance (LRC) de SST sont petites dans les régions correspondantes, en particulier dans trois zones d'upwelling distinctes. Après prise en compte de l'écart type, un indice χ = α * σ est introduit pour obtenir les distributions spatiales de χ. Il existe un changement évident de la SST globale dans le centre-est et le nord du Pacifique et le nord-ouest de l'Atlantique. Cela peut être un indice sur la prévisibilité des variabilités climatiques et océaniques.

Translated Description (Spanish)

Los comportamientos de escalado de la temperatura mensual global de la superficie del mar (SST) derivados de los conjuntos de datos mensuales promedio de 1870–2009 de Hadley Centre Sea Ice y SST (HadISST) se investigan empleando el análisis de fluctuación desviada (DFA). Se encuentra que las fluctuaciones globales de SST están fuertemente correlacionadas positivamente a largo plazo en todos los intervalos de tiempo pertinentes. El valor del exponente de escala es mayor en los trópicos que en las latitudes intermedias de los hemisferios norte y sur. DFA conduce al exponente de escala α = 0.87 sobre el globo (60°S~60°N), hemisferio norte (0°N~60°N) y hemisferio sur (0°S~60°S), α = 0.84 sobre la latitud intermedia del hemisferio sur (30°S~60°S), α = 0.81 sobre la latitud intermedia del hemisferio norte (30°N~60°N) y α = 0.90 sobre los trópicos 30°S~30°N [fluctuación F(s) ~ sα], que las fluctuaciones de la anomalía SST mensual muestran comportamientos correlacionados a largo plazo. Además, cuanto mayor es la desviación estándar, más pequeñas son las correlaciones de largo alcance (LRC) de SST en las regiones correspondientes, especialmente en tres áreas de surgencia distintas. Después de tener en cuenta la desviación estándar, se introduce un índice χ = α * σ para obtener las distribuciones espaciales de χ. Existe un cambio obvio de SST global en el este central y el norte del Pacífico y el noroeste del Atlántico. Esto puede ser una pista sobre la previsibilidad de las variabilidades climáticas y oceánicas.

Files

journal.pone.0153774&type=printable.pdf

Files (2.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:bb1a9a23e74894529a2c7ce409b080b9
2.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الارتباطات طويلة المدى لدرجة حرارة سطح البحر العالمية
Translated title (French)
Corrélations à long terme de la température mondiale de la surface de la mer
Translated title (Spanish)
Correlaciones a largo plazo de la temperatura global de la superficie del mar

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2341676321
DOI
10.1371/journal.pone.0153774

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1545477109
  • https://openalex.org/W1548683501
  • https://openalex.org/W1997626537
  • https://openalex.org/W2005232438
  • https://openalex.org/W2006165291
  • https://openalex.org/W2007012175
  • https://openalex.org/W2017821362
  • https://openalex.org/W2018547793
  • https://openalex.org/W2021705657
  • https://openalex.org/W2023583070
  • https://openalex.org/W2026187891
  • https://openalex.org/W2030984087
  • https://openalex.org/W2034176845
  • https://openalex.org/W2041470360
  • https://openalex.org/W2042606672
  • https://openalex.org/W2046858590
  • https://openalex.org/W2047685415
  • https://openalex.org/W2051678945
  • https://openalex.org/W2064515180
  • https://openalex.org/W2070398649
  • https://openalex.org/W2072733042
  • https://openalex.org/W2075399056
  • https://openalex.org/W2076241402
  • https://openalex.org/W2076843435
  • https://openalex.org/W2078003002
  • https://openalex.org/W2078862015
  • https://openalex.org/W2083412098
  • https://openalex.org/W2088582517
  • https://openalex.org/W2091371136
  • https://openalex.org/W2093841476
  • https://openalex.org/W2100010101
  • https://openalex.org/W2100351134
  • https://openalex.org/W2101547937
  • https://openalex.org/W2103297114
  • https://openalex.org/W2103484453
  • https://openalex.org/W2111417375
  • https://openalex.org/W2114950753
  • https://openalex.org/W2125101031
  • https://openalex.org/W2159652025
  • https://openalex.org/W2162548336
  • https://openalex.org/W2181111412
  • https://openalex.org/W3101786072
  • https://openalex.org/W3125363848
  • https://openalex.org/W4210793005