Published August 24, 2023 | Version v1
Publication Open

Ocean–atmosphere circulation coherences associated with temperature increase in Pakistan

Creators

  • 1. Chinese Academy of Geological Sciences
  • 2. Chung Yuan Christian University
  • 3. Abu Dhabi University
  • 4. Institute for Advanced Studies in Basic Sciences
  • 5. Karakoram International University
  • 6. King Abdullah University of Science and Technology
  • 7. Chinese Academy of Sciences
  • 8. Fatima Jinnah Women University
  • 9. Beijing Forestry University

Description

Abstract In recent decades, temperature variations have significantly affected the ecosystem and human livelihood in Pakistan. The wavelet analysis is employed to identify the associations between regional temperature change and global teleconnections, i.e. Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO), Arctic Oscillation (AO), North Atlantic Oscillation (NAO), El Niño–Southern Oscillation (ENSO), Pacific Decadal Oscillation (PDO), Tropical Northern Atlantic Index (TNA), Pacific/North American Index (PNA), North Pacific Pattern (NP), Western Pacific Index (WP), and Western Hemisphere Warm Pool (WHWP). This paper first uses monotonic modified Mann–Kendall and Sen's slope estimator to compute the temperature changes in Pakistan and its homogenous climatic regions during 1960–2020. It is found that the temperature in Pakistan has increased significantly at 0.23 °C dec −1 in the last 62 years, which is also higher than the global average increase. This increase is more evident in region IV and V in spring at 0.63 and 0.43 °C dec −1 respectively, followed by summer and autumn. Temperature changes in Pakistan and its sub-regions are mainly associated with NP, WP and WHWP with higher mean significant coherences. Overall, temperature changes are significantly influenced by multiple interactions of global teleconnections, and these combinations indicate that the integrated influence of teleconnections can better explain the regional temperature changes. The teleconnections with broader significant influence over Pakistan are NP + WP + WHWP, followed by Pacific-based (ENSO, PDO, and PNA), and Atlantic-based (AMO, AO, and NAO) indices as revealed by the mean significant coherences of 0.82, 0.82 and 0.72 respectively. Annually, AMO, TNA and WHWP showed significant correlation with higher magnitudes of 0.44, 0.42 and 0.20 respectively, indicating the modulation effect of these teleconnections on temperature changes over Pakistan. The combined impacts from the various teleconnections represent a considerable advancement in the accuracy of significant temperature variations over the country. These findings have significant implications for policymakers in terms of better planning and policies in light of climate change as well as atmospheric circulation variability.

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

Translated Description (Arabic)

في العقود الأخيرة، أثرت التغيرات في درجات الحرارة بشكل كبير على النظام البيئي وسبل عيش الإنسان في باكستان. يتم استخدام تحليل الموجات لتحديد الارتباطات بين تغير درجة الحرارة الإقليمية والاتصالات العالمية، أي التذبذب الأطلسي متعدد العقود (AMO)، والتذبذب القطبي الشمالي (AO)، والتذبذب الشمالي الأطلسي (NAO)، والتذبذب النينيو الجنوبي (ENSO)، والتذبذب العشري في المحيط الهادئ (PDO)، ومؤشر شمال الأطلسي الاستوائي (TNA)، ومؤشر المحيط الهادئ/أمريكا الشمالية (PNA)، ونمط شمال المحيط الهادئ (NP)، ومؤشر غرب المحيط الهادئ (WP)، والمسبح الدافئ في نصف الكرة الغربي (WHWP). تستخدم هذه الورقة أولاً مقدر منحدر مان كيندال وسين المعدل الرتيب لحساب تغيرات درجة الحرارة في باكستان ومناطقها المناخية المتجانسة خلال الفترة 1960–2020. وجد أن درجة الحرارة في باكستان قد ارتفعت بشكل كبير عند 0.23 درجة مئوية في ديسمبر -1 في السنوات الـ 62 الماضية، وهو أيضًا أعلى من متوسط الزيادة العالمية. هذه الزيادة أكثر وضوحًا في المنطقة الرابعة والخامسة في الربيع عند 0.63 و 0.43 درجة مئوية في ديسمبر -1 على التوالي، يليها الصيف والخريف. ترتبط التغيرات في درجات الحرارة في باكستان ومناطقها الفرعية بشكل أساسي مع NP و WP و WHWP مع ارتفاع متوسط التماسك الكبير. بشكل عام، تتأثر التغيرات في درجات الحرارة بشكل كبير بالتفاعلات المتعددة للاتصالات السلكية واللاسلكية العالمية، وتشير هذه المجموعات إلى أن التأثير المتكامل للاتصالات السلكية واللاسلكية يمكن أن يفسر بشكل أفضل التغيرات في درجات الحرارة الإقليمية. الاتصالات ذات التأثير الكبير الأوسع على باكستان هي مؤشرات NP + WP + WHWP، تليها مؤشرات المحيط الهادئ (ENSO و PDO و PNA)، والأطلسي (AMO و AO و NAO) كما يتضح من متوسط التماسك الكبير 0.82 و 0.82 و 0.72 على التوالي. سنويًا، أظهرت AMO و TNA و WHWP ارتباطًا كبيرًا بمقادير أعلى من 0.44 و 0.42 و 0.20 على التوالي، مما يشير إلى تأثير التضمين لهذه الاتصالات على تغيرات درجة الحرارة فوق باكستان. تمثل التأثيرات المجمعة من الاتصالات المختلفة تقدمًا كبيرًا في دقة التغيرات الكبيرة في درجات الحرارة في جميع أنحاء البلاد. هذه النتائج لها آثار كبيرة على صانعي السياسات من حيث التخطيط والسياسات الأفضل في ضوء تغير المناخ وكذلك تقلب دوران الغلاف الجوي.

Translated Description (French)

Résumé Au cours des dernières décennies, les variations de température ont considérablement affecté l'écosystème et les moyens de subsistance de l'homme au Pakistan. L'analyse en ondelettes est utilisée pour identifier les associations entre le changement de température régional et les téléconnections mondiales, c'est-à-dire l'oscillation multidécennale atlantique (AMO), l'oscillation arctique (AO), l'oscillation de l'Atlantique Nord (NAO), l'oscillation El Niño-Sud (ENSO), l'oscillation décennale du Pacifique (PDO), l'indice tropical de l'Atlantique Nord (TNA), l'indice Pacifique/Amérique du Nord (PNA), le modèle du Pacifique Nord (NP), l'indice du Pacifique occidental (WP) et la piscine chaude de l'hémisphère occidental (WHWP). Cet article utilise d'abord l'estimateur de pente monotone modifié de Mann–Kendall et Sen pour calculer les changements de température au Pakistan et dans ses régions climatiques homogènes au cours de la période 1960–2020. On constate que la température au Pakistan a augmenté de manière significative à 0,23 °C déc −1 au cours des 62 dernières années, ce qui est également supérieur à l'augmentation moyenne mondiale. Cette augmentation est plus évidente dans les régions IV et V au printemps à 0,63 et 0,43 °C déc −1 respectivement, suivies de l'été et de l'automne. Les changements de température au Pakistan et dans ses sous-régions sont principalement associés au NP, au WP et au WHWP avec des cohérences moyennes significatives plus élevées. Dans l'ensemble, les changements de température sont influencés de manière significative par les multiples interactions des téléconnexions mondiales, et ces combinaisons indiquent que l'influence intégrée des téléconnexions peut mieux expliquer les changements de température régionaux. Les téléconnexions ayant une influence significative plus large sur le Pakistan sont les indices NP + WP + WHWP, suivis des indices basés dans le Pacifique (ENSO, PDO et PNA) et des indices basés dans l'Atlantique (AMO, AO et NAO), comme le révèlent les cohérences significatives moyennes de 0,82, 0,82 et 0,72 respectivement. Chaque année, AMO, TNA et WHWP ont montré une corrélation significative avec des magnitudes plus élevées de 0,44, 0,42 et 0,20 respectivement, indiquant l'effet de modulation de ces téléconnexions sur les changements de température au Pakistan. Les impacts combinés des différentes télécommunications représentent un progrès considérable dans la précision des variations significatives de température dans le pays. Ces résultats ont des implications importantes pour les décideurs en termes de meilleure planification et de politiques à la lumière du changement climatique ainsi que de la variabilité de la circulation atmosphérique.

Translated Description (Spanish)

Resumen En las últimas décadas, las variaciones de temperatura han afectado significativamente el ecosistema y los medios de vida humanos en Pakistán. El análisis de ondículas se emplea para identificar las asociaciones entre el cambio de temperatura regional y las teleconexiones globales, es decir, la Oscilación Multidecadal Atlántica (amo), la Oscilación Ártica (AO), la Oscilación del Atlántico Norte (Nao), El Niño-Oscilación del Sur (ENSO), la Oscilación Decadal del Pacífico (PDO), el Índice del Atlántico Norte Tropical (TNA), el Índice del Pacífico/América del Norte (PNA), el Patrón del Pacífico Norte (NP), el Índice del Pacífico Occidental (WP) y la Piscina Cálida del Hemisferio Occidental (WHWP). Este artículo utiliza por primera vez el estimador de pendientes monótono modificado de Mann–Kendall y Sen para calcular los cambios de temperatura en Pakistán y sus regiones climáticas homogéneas durante 1960–2020. Se encuentra que la temperatura en Pakistán ha aumentado significativamente a 0.23 ° C dec −1 en los últimos 62 años, que también es más alta que el aumento promedio mundial. Este aumento es más evidente en la región IV y V en primavera a 0.63 y 0.43 °C dec −1 respectivamente, seguido de verano y otoño. Los cambios de temperatura en Pakistán y sus subregiones se asocian principalmente con NP, WP y WHWP con mayores coherencias significativas medias. En general, los cambios de temperatura están significativamente influenciados por múltiples interacciones de teleconexiones globales, y estas combinaciones indican que la influencia integrada de las teleconexiones puede explicar mejor los cambios de temperatura regionales. Las teleconexiones con una influencia significativa más amplia sobre Pakistán son NP + WP + WHWP, seguidas de los índices basados en el Pacífico (ENSO, PDO y PNA) y basados en el Atlántico (amo, AO y Nao), como lo revelan las coherencias significativas medias de 0.82, 0.82 y 0.72, respectivamente. Anualmente, amo, TNA y WHWP mostraron una correlación significativa con magnitudes más altas de 0.44, 0.42 y 0.20 respectivamente, lo que indica el efecto de modulación de estas teleconexiones sobre los cambios de temperatura en Pakistán. Los impactos combinados de las diversas teleconexiones representan un avance considerable en la precisión de las variaciones de temperatura significativas en todo el país. Estos hallazgos tienen implicaciones significativas para los responsables de la formulación de políticas en términos de una mejor planificación y políticas a la luz del cambio climático, así como de la variabilidad de la circulación atmosférica.

Files

pdf.pdf

Files (11.9 kB)

⚠️ 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:c7985a773e432fbc72cd83fbba1efdd6
11.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تماسك دوران المحيط والغلاف الجوي المرتبط بارتفاع درجة الحرارة في باكستان
Translated title (French)
Cohérences de circulation océan-atmosphère associées à l'augmentation de la température au Pakistan
Translated title (Spanish)
Coherencias de circulación océano-atmósfera asociadas con el aumento de la temperatura en Pakistán

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4385688818
DOI
10.1088/1748-9326/acee99

Is supplement to
https://openalex.org/W4293146516 (Other)
https://openalex.org/W4221087833 (Other)
https://openalex.org/W3121079559 (Other)
https://openalex.org/W2802657063 (Other)
https://openalex.org/W2740889076 (Other)
https://openalex.org/W2536941549 (Other)
https://openalex.org/W2413111243 (Other)
https://openalex.org/W2162090214 (Other)
https://openalex.org/W2041303242 (Other)
https://openalex.org/W2037208163 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1903095320
  • https://openalex.org/W1964992370
  • https://openalex.org/W1965654971
  • https://openalex.org/W1966421922
  • https://openalex.org/W1974444063
  • https://openalex.org/W1995349031
  • https://openalex.org/W2005751867
  • https://openalex.org/W2018764772
  • https://openalex.org/W2034139177
  • https://openalex.org/W2037208163
  • https://openalex.org/W2048111821
  • https://openalex.org/W2049558028
  • https://openalex.org/W2079720636
  • https://openalex.org/W2081342300
  • https://openalex.org/W2092284493
  • https://openalex.org/W2093401535
  • https://openalex.org/W2117740907
  • https://openalex.org/W2124459709
  • https://openalex.org/W2127218421
  • https://openalex.org/W2144503633
  • https://openalex.org/W2147494641
  • https://openalex.org/W2158521569
  • https://openalex.org/W2175960157
  • https://openalex.org/W2179067456
  • https://openalex.org/W2343567034
  • https://openalex.org/W2413554747
  • https://openalex.org/W2556982837
  • https://openalex.org/W2618499635
  • https://openalex.org/W2769759576
  • https://openalex.org/W2770117170
  • https://openalex.org/W2799349899
  • https://openalex.org/W2892124990
  • https://openalex.org/W2915787262
  • https://openalex.org/W2918052162
  • https://openalex.org/W2921080987
  • https://openalex.org/W2939034981
  • https://openalex.org/W2960778279
  • https://openalex.org/W2969035089
  • https://openalex.org/W2988312513
  • https://openalex.org/W3005002407
  • https://openalex.org/W3005186283
  • https://openalex.org/W3013488578
  • https://openalex.org/W3019771380
  • https://openalex.org/W3022836673
  • https://openalex.org/W3029620604
  • https://openalex.org/W3040020898
  • https://openalex.org/W3084441614
  • https://openalex.org/W3093178089
  • https://openalex.org/W3095401749
  • https://openalex.org/W3102412366
  • https://openalex.org/W3110437710
  • https://openalex.org/W3110809824
  • https://openalex.org/W3111700530
  • https://openalex.org/W3111732132
  • https://openalex.org/W3116235955
  • https://openalex.org/W3126480974
  • https://openalex.org/W3128704117
  • https://openalex.org/W3157030441
  • https://openalex.org/W3163855239
  • https://openalex.org/W3183537195
  • https://openalex.org/W3186337925
  • https://openalex.org/W3191563002
  • https://openalex.org/W3199990984
  • https://openalex.org/W3215047735
  • https://openalex.org/W4211049306
  • https://openalex.org/W4213177980
  • https://openalex.org/W4214866736
  • https://openalex.org/W4223572770
  • https://openalex.org/W4280510978
  • https://openalex.org/W4281720767
  • https://openalex.org/W4288051877
  • https://openalex.org/W4295203176
  • https://openalex.org/W4296149624
  • https://openalex.org/W4297424872
  • https://openalex.org/W4308773814
  • https://openalex.org/W4309629005
  • https://openalex.org/W4311356131
  • https://openalex.org/W4313482717
  • https://openalex.org/W4318981582
  • https://openalex.org/W4319303001
  • https://openalex.org/W4363676399
  • https://openalex.org/W4376874861
  • https://openalex.org/W4376954102
  • https://openalex.org/W4380084439
  • https://openalex.org/W4380884544