Multi-fractal Behaviors of long term daily relative humidity and temperature observed over Benin synoptic stations (West Africa)

Comportamientos multifractales de las series temporales de temperatura observadas en las estaciones sinópticas de Benin (Africa Occidental)

En este estudio, el análisis de la fluctuación multifractal descendente es aplicado a diversos tiempos de temperatura cotidiana en estaciones sinópticas en Benín de 1967 a 2012. El objetivo es examinar el nivel de multifractalidad y comparar las características multifractales de temperatura en varias zonas climáticas (subecuatorial y sudanés). El análisis muestra que los diversos tiempos de temperatura diaria presentan un comportamiento multifractal, que son sensitivos a la posición geográfica de la estación y que hay una correlación positiva a largo plazo. Las condiciones climáticas y la posición geográfica de la estación sinóptica afectan la forma y la característica del espectro de la temperatura. La multifractalidad es más fuerte en la región subecuatorial que en la sudanesa. Se encontró que la mayor fuente de multifractalidad en las diversas temperaturas consiste en una función probabilística de colas pesadas. Sin embargo, correlaciones de gran autonomía también se corresponden con las características multifractales. Excepto la estación sinóptica de Kandi, el espectro inclina a la izquierda la asimetría estadística. Los hallazgos señalan la utilidad del análisis no lineal en la investigación climática debido a las interacciones complejas entre los procesos naturales. Este estudio permite comprender los mecanismos que manejan la dinámica de las series temporales de la temperatura en Benin.

INTRODUCCIÓN

Según varios estudios, los métodos estadísticos lineales son insuficientes para un análisis completo de las series temporales de los parámetros meteorológicos. Los investigadores han explicado estos resultados por el hecho de que la atmósfera y los procesos naturales que tienen lugar en ella son un sistema natural complejo (Kantz y Schreiber, 2004; Peters y Neelin, 2006; Vassoler y Zebende, 2012; Shi, 2014). Por tanto, los parámetros meteorológicos se caracterizan por un alto grado de no linealidad, no estacionariedad y complejidad (He, 2015; Agbazo et al., 2019a; Philippopoulos et al., 2019; Kalamaras et al., 2017, 2019; Jiang et al., 2016; Burgueño et al., 2014 y Dong et al., 2016). En este contexto, los métodos multifractales son adecuados para analizar procesos que obedecen a características de no linealidad. En la actualidad, el Análisis de Fluctuación Multifractal Detrended (MFDFA) introducido por Kantelhardt et al. (Kantelhardt et al., 2002) se ha utilizado ampliamente para examinar el comportamiento intrínseco de los parámetros meteorológicos con el fin de explicar el cambio climático, evaluar el impacto del cambio climático mediante métodos mejorados y hacer su predicción (Kalamaras et al., 2019).