Self-organized Criticality and Predictability in Atmospheric Flows : The Quantum World of Clouds and Rain
This book presents a new concept of General Systems Theory and its application to atmospheric physics. It reveals that energy input into the atmospheric eddy continuum, whether natural or manmade, results in enhancement of fluctuations of all scales, manifested immediately in the intensification of...
Ausführliche Beschreibung
Gespeichert in:
| Autor*in: |
Selvam, Amujuri Mary [verfasserIn] |
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| Format: |
E-Book |
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| Sprache: |
Englisch |
| Erschienen: |
Cham: Springer ; 2017 |
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| Umfang: |
Online-Ressource (XIX, 139 p. 24 illus, online resource) |
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| Reihe: |
Springer Atmospheric Sciences SpringerLink ; Bücher Springer eBook Collection ; Earth and Environmental Science |
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| ISBN: |
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Universal inverse power law for fractal fluctuations rules out unambiguously linear secular trends in climate parameters Preface -- Chapter 1 Noise or Random Fluctuations in Physical Systems: A Review -- Chapter 2 Self-Organised Criticality: A Signature of Quantum-like Chaos in Atmospheric Flows -- Chapter 3 Universal inverse power-law distribution for temperature and rainfall in the UK region -- Chapter 4 Signatures of universal characteristics of fractal fluctuations in global mean monthly temperature anomalies Earth sciences Climatology Atmospheric sciences Earth Sciences 9783319545455 Erscheint auch als Druck-Ausgabe 978-3-319-54545-5 Printed edition 9783319545455 https://doi.org/10.1007/978-3-319-54546-2 B:SPRINGER Verlag lizenzpflichtig Volltext (DE-627)889264775 ZDB-2-EES 2017 GBV_ILN_22 ISIL_DE-18 SYSFLAG_1 GBV_KXP GBV_ILN_22_i30620 GBV_ILN_60 ISIL_DE-705 GBV_ILN_62 ISIL_DE-28 GBV_ILN_65 ISIL_DE-3 GBV_ILN_120 ISIL_DE-715 GBV_ILN_130 ISIL_DE-700 GBV_ILN_132 ISIL_DE-959 GBV_ILN_370 ISIL_DE-1373 GBV_ILN_381 ISIL_DE-Ki130 GBV_ILN_2003 ISIL_DE-25 GBV_ILN_2014 ISIL_DE-90 GBV_ILN_2015 ISIL_DE-93 GBV_ILN_2017 ISIL_DE-576 GBV_ILN_2027 ISIL_DE-105 GBV_ILN_2048 ISIL_DE-Zwi2 GBV_ILN_2148 ISIL_DE-950 BO 045F 551.5 22 01 0018 1720108986 00 18/306 --%%-- --%%-- --%%-- 03 --%%-- e-book Springer --%%-- --%%-- Vervielfältigungen (z.B. 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It reveals that energy input into the atmospheric eddy continuum, whether natural or manmade, results in enhancement of fluctuations of all scales, manifested immediately in the intensification of high-frequency fluctuations such as the Quasi-Biennial Oscillation and the El-Nino-Southern Oscillation cycles. Atmospheric flows exhibit self-organised criticality, i.e. long-range correlations in space and time manifested as fractal geometry to the spatial pattern concomitant with an inverse power law form for fluctuations of meteorological parameters such as temperature, pressure etc. Traditional meteorological theory cannot satisfactorily explain the observed self-similar space time structure of atmospheric flows. A recently developed general systems theory for fractal space-time fluctuations shows that the larger-scale fluctuation can be visualised to emerge from the space-time averaging of enclosed small-scale fluctuations, thereby generating a hierarchy of self-similar fluctuations manifested as the observed eddy continuum in power spectral analyses of fractal fluctuations. The interconnected network of eddy circulations responds as a unified whole to local perturbations such as global-scale response to El-Nino events. The general systems theory model predicts an inverse power law form incorporating the golden mean τ for the distribution of space-time fluctuation patterns and for the power (variance) spectra of the fluctuations. Since the probability distributions of amplitude and variance are the same, atmospheric flows exhibit quantumlike chaos. Long-range correlations inherent to power law distributions of fluctuations are identified as nonlocal connection or entanglement exhibited by quantum systems such as electrons or photons. The predicted distribution is close to the Gaussian distribution for small-scale fluctuations, but exhibits a fat long tail for large-scale fluctuations. Universal inverse power law for fractal fluctuations rules out unambiguously linear secular trends in climate parameters Preface -- Chapter 1 Noise or Random Fluctuations in Physical Systems: A Review -- Chapter 2 Self-Organised Criticality: A Signature of Quantum-like Chaos in Atmospheric Flows -- Chapter 3 Universal inverse power-law distribution for temperature and rainfall in the UK region -- Chapter 4 Signatures of universal characteristics of fractal fluctuations in global mean monthly temperature anomalies Earth sciences Climatology Atmospheric sciences Earth Sciences 9783319545455 Erscheint auch als Druck-Ausgabe 978-3-319-54545-5 Printed edition 9783319545455 https://doi.org/10.1007/978-3-319-54546-2 B:SPRINGER Verlag lizenzpflichtig Volltext (DE-627)889264775 ZDB-2-EES 2017 GBV_ILN_22 ISIL_DE-18 SYSFLAG_1 GBV_KXP GBV_ILN_22_i30620 GBV_ILN_60 ISIL_DE-705 GBV_ILN_62 ISIL_DE-28 GBV_ILN_65 ISIL_DE-3 GBV_ILN_120 ISIL_DE-715 GBV_ILN_130 ISIL_DE-700 GBV_ILN_132 ISIL_DE-959 GBV_ILN_370 ISIL_DE-1373 GBV_ILN_381 ISIL_DE-Ki130 GBV_ILN_2003 ISIL_DE-25 GBV_ILN_2014 ISIL_DE-90 GBV_ILN_2015 ISIL_DE-93 GBV_ILN_2017 ISIL_DE-576 GBV_ILN_2027 ISIL_DE-105 GBV_ILN_2048 ISIL_DE-Zwi2 GBV_ILN_2148 ISIL_DE-950 BO 045F 551.5 22 01 0018 1720108986 00 18/306 --%%-- --%%-- --%%-- 03 --%%-- e-book Springer --%%-- --%%-- Vervielfältigungen (z.B. 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Universal inverse power law for fractal fluctuations rules out unambiguously linear secular trends in climate parameters Preface -- Chapter 1 Noise or Random Fluctuations in Physical Systems: A Review -- Chapter 2 Self-Organised Criticality: A Signature of Quantum-like Chaos in Atmospheric Flows -- Chapter 3 Universal inverse power-law distribution for temperature and rainfall in the UK region -- Chapter 4 Signatures of universal characteristics of fractal fluctuations in global mean monthly temperature anomalies Earth sciences Climatology Atmospheric sciences Earth Sciences 9783319545455 Erscheint auch als Druck-Ausgabe 978-3-319-54545-5 Printed edition 9783319545455 https://doi.org/10.1007/978-3-319-54546-2 B:SPRINGER Verlag lizenzpflichtig Volltext (DE-627)889264775 ZDB-2-EES 2017 GBV_ILN_22 ISIL_DE-18 SYSFLAG_1 GBV_KXP GBV_ILN_22_i30620 GBV_ILN_60 ISIL_DE-705 GBV_ILN_62 ISIL_DE-28 GBV_ILN_65 ISIL_DE-3 GBV_ILN_120 ISIL_DE-715 GBV_ILN_130 ISIL_DE-700 GBV_ILN_132 ISIL_DE-959 GBV_ILN_370 ISIL_DE-1373 GBV_ILN_381 ISIL_DE-Ki130 GBV_ILN_2003 ISIL_DE-25 GBV_ILN_2014 ISIL_DE-90 GBV_ILN_2015 ISIL_DE-93 GBV_ILN_2017 ISIL_DE-576 GBV_ILN_2027 ISIL_DE-105 GBV_ILN_2048 ISIL_DE-Zwi2 GBV_ILN_2148 ISIL_DE-950 BO 045F 551.5 22 01 0018 1720108986 00 18/306 --%%-- --%%-- --%%-- 03 --%%-- e-book Springer --%%-- --%%-- Vervielfältigungen (z.B. 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Kein systematisches Downloaden durch Robots. k 06-06-17 370 01 4370 1692923641 olr-springer Vervielfältigungen (z.B. Kopien, Downloads) sind nur von einzelnen Kapiteln oder Seiten und nur zum eigenen wissenschaftlichen Gebrauch erlaubt. Keine Weitergabe an Dritte. Kein systematisches Downloaden durch Robots. i z 06-06-17 381 01 4381 1692878956 OLR-SEB Vervielfältigungen (z.B. Kopien, Downloads) sind nur von einzelnen Kapiteln oder Seiten und nur zum eigenen wissenschaftlichen Gebrauch erlaubt. Keine Weitergabe an Dritte. Kein systematisches Downloaden durch Robots z 06-06-17 2003 01 DE-25 3406806155 00 --%%-- --%%-- --%%-- n Elektronischer Volltext - Universitätslizenz l01 06-05-17 2014 01 DE-90 340680621X 00 --%%-- --%%-- --%%-- kp l01 06-05-17 2014 02 DE-90 3406806228 00 --%%-- --%%-- --%%-- kp l02 06-05-17 2015 01 DE-93 3406806260 00 --%%-- --%%-- p --%%-- Campuslizenz l01 06-05-17 2017 01 DE-576 3406806309 00 --%%-- --%%-- --%%-- n Besitznachweis BSZ nur für Dateneinspielung, keine echte Lizenz vorhanden l01 06-05-17 2027 01 DE-105 3406806333 00 --%%-- --%%-- n --%%-- Campuslizenz l01 06-05-17 2048 01 DE-Zwi2 3406806368 00 --%%-- Springer E-Book n --%%-- Elektronischer Volltext - Campuslizenz l01 06-05-17 2148 01 DE-950 3406806406 00 --%%-- eBook Springer --%%-- n Elektronischer Volltext - Campuslizenz l01 06-05-17 22 01 0018 nur lokal im BIS für Erdsystemforschung http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-54546-2 ZZ 34 60 01 0705 Volltextzugang Campus https://doi.org/10.1007/978-3-319-54546-2 62 01 0028 https://doi.org/10.1007/978-3-319-54546-2 65 01 0003 Volltextzugang Campus https://doi.org/10.1007/978-3-319-54546-2 120 01 0715 https://doi.org/10.1007/978-3-319-54546-2 120 02 0715 http://49gbv-uob-primo.hosted.exlibrisgroup.com/openurl/49GBV_UOB/UOB_services_page?u.ignore_date_coverage=true&rft.mms_id=991004814679703501 130 01 0700 https://doi.org/10.1007/978-3-319-54546-2 132 01 0959 Zugriff nur für Angehörige der Hochschule Osnabrück im Hochschulnetz https://doi.org/10.1007/978-3-319-54546-2 370 01 4370 E-Book: Zugriff im HCU-Netz. 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It reveals that energy input into the atmospheric eddy continuum, whether natural or manmade, results in enhancement of fluctuations of all scales, manifested immediately in the intensification of high-frequency fluctuations such as the Quasi-Biennial Oscillation and the El-Nino-Southern Oscillation cycles. Atmospheric flows exhibit self-organised criticality, i.e. long-range correlations in space and time manifested as fractal geometry to the spatial pattern concomitant with an inverse power law form for fluctuations of meteorological parameters such as temperature, pressure etc. Traditional meteorological theory cannot satisfactorily explain the observed self-similar space time structure of atmospheric flows. A recently developed general systems theory for fractal space-time fluctuations shows that the larger-scale fluctuation can be visualised to emerge from the space-time averaging of enclosed small-scale fluctuations, thereby generating a hierarchy of self-similar fluctuations manifested as the observed eddy continuum in power spectral analyses of fractal fluctuations. The interconnected network of eddy circulations responds as a unified whole to local perturbations such as global-scale response to El-Nino events. The general systems theory model predicts an inverse power law form incorporating the golden mean τ for the distribution of space-time fluctuation patterns and for the power (variance) spectra of the fluctuations. Since the probability distributions of amplitude and variance are the same, atmospheric flows exhibit quantumlike chaos. Long-range correlations inherent to power law distributions of fluctuations are identified as nonlocal connection or entanglement exhibited by quantum systems such as electrons or photons. The predicted distribution is close to the Gaussian distribution for small-scale fluctuations, but exhibits a fat long tail for large-scale fluctuations. Universal inverse power law for fractal fluctuations rules out unambiguously linear secular trends in climate parameters Preface -- Chapter 1 Noise or Random Fluctuations in Physical Systems: A Review -- Chapter 2 Self-Organised Criticality: A Signature of Quantum-like Chaos in Atmospheric Flows -- Chapter 3 Universal inverse power-law distribution for temperature and rainfall in the UK region -- Chapter 4 Signatures of universal characteristics of fractal fluctuations in global mean monthly temperature anomalies Earth sciences Climatology Atmospheric sciences Earth Sciences 9783319545455 Erscheint auch als Druck-Ausgabe 978-3-319-54545-5 Printed edition 9783319545455 https://doi.org/10.1007/978-3-319-54546-2 B:SPRINGER Verlag lizenzpflichtig Volltext (DE-627)889264775 ZDB-2-EES 2017 GBV_ILN_22 ISIL_DE-18 SYSFLAG_1 GBV_KXP GBV_ILN_22_i30620 GBV_ILN_60 ISIL_DE-705 GBV_ILN_62 ISIL_DE-28 GBV_ILN_65 ISIL_DE-3 GBV_ILN_120 ISIL_DE-715 GBV_ILN_130 ISIL_DE-700 GBV_ILN_132 ISIL_DE-959 GBV_ILN_370 ISIL_DE-1373 GBV_ILN_381 ISIL_DE-Ki130 GBV_ILN_2003 ISIL_DE-25 GBV_ILN_2014 ISIL_DE-90 GBV_ILN_2015 ISIL_DE-93 GBV_ILN_2017 ISIL_DE-576 GBV_ILN_2027 ISIL_DE-105 GBV_ILN_2048 ISIL_DE-Zwi2 GBV_ILN_2148 ISIL_DE-950 BO 045F 551.5 22 01 0018 1720108986 00 18/306 --%%-- --%%-- --%%-- 03 --%%-- e-book Springer --%%-- --%%-- Vervielfältigungen (z.B. 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Long-range correlations inherent to power law distributions of fluctuations are identified as nonlocal connection or entanglement exhibited by quantum systems such as electrons or photons. The predicted distribution is close to the Gaussian distribution for small-scale fluctuations, but exhibits a fat long tail for large-scale fluctuations. Universal inverse power law for fractal fluctuations rules out unambiguously linear secular trends in climate parameters Preface -- Chapter 1 Noise or Random Fluctuations in Physical Systems: A Review -- Chapter 2 Self-Organised Criticality: A Signature of Quantum-like Chaos in Atmospheric Flows -- Chapter 3 Universal inverse power-law distribution for temperature and rainfall in the UK region -- Chapter 4 Signatures of universal characteristics of fractal fluctuations in global mean monthly temperature anomalies Earth sciences Climatology Atmospheric sciences Earth Sciences 9783319545455 Erscheint auch als Druck-Ausgabe 978-3-319-54545-5 Printed edition 9783319545455 https://doi.org/10.1007/978-3-319-54546-2 B:SPRINGER Verlag lizenzpflichtig Volltext (DE-627)889264775 ZDB-2-EES 2017 GBV_ILN_22 ISIL_DE-18 SYSFLAG_1 GBV_KXP GBV_ILN_22_i30620 GBV_ILN_60 ISIL_DE-705 GBV_ILN_62 ISIL_DE-28 GBV_ILN_65 ISIL_DE-3 GBV_ILN_120 ISIL_DE-715 GBV_ILN_130 ISIL_DE-700 GBV_ILN_132 ISIL_DE-959 GBV_ILN_370 ISIL_DE-1373 GBV_ILN_381 ISIL_DE-Ki130 GBV_ILN_2003 ISIL_DE-25 GBV_ILN_2014 ISIL_DE-90 GBV_ILN_2015 ISIL_DE-93 GBV_ILN_2017 ISIL_DE-576 GBV_ILN_2027 ISIL_DE-105 GBV_ILN_2048 ISIL_DE-Zwi2 GBV_ILN_2148 ISIL_DE-950 BO 045F 551.5 22 01 0018 1720108986 00 18/306 --%%-- --%%-- --%%-- 03 --%%-- e-book Springer --%%-- --%%-- Vervielfältigungen (z.B. 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A recently developed general systems theory for fractal space-time fluctuations shows that the larger-scale fluctuation can be visualised to emerge from the space-time averaging of enclosed small-scale fluctuations, thereby generating a hierarchy of self-similar fluctuations manifested as the observed eddy continuum in power spectral analyses of fractal fluctuations. The interconnected network of eddy circulations responds as a unified whole to local perturbations such as global-scale response to El-Nino events. The general systems theory model predicts an inverse power law form incorporating the golden mean τ for the distribution of space-time fluctuation patterns and for the power (variance) spectra of the fluctuations. Since the probability distributions of amplitude and variance are the same, atmospheric flows exhibit quantumlike chaos. Long-range correlations inherent to power law distributions of fluctuations are identified as nonlocal connection or entanglement exhibited by quantum systems such as electrons or photons. The predicted distribution is close to the Gaussian distribution for small-scale fluctuations, but exhibits a fat long tail for large-scale fluctuations. 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Self-organized Criticality and Predictability in Atmospheric Flows The Quantum World of Clouds and Rain by Amujuri Mary Selvam |
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Self-organized Criticality and Predictability in Atmospheric Flows The Quantum World of Clouds and Rain |
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This book presents a new concept of General Systems Theory and its application to atmospheric physics. It reveals that energy input into the atmospheric eddy continuum, whether natural or manmade, results in enhancement of fluctuations of all scales, manifested immediately in the intensification of high-frequency fluctuations such as the Quasi-Biennial Oscillation and the El-Nino-Southern Oscillation cycles. Atmospheric flows exhibit self-organised criticality, i.e. long-range correlations in space and time manifested as fractal geometry to the spatial pattern concomitant with an inverse power law form for fluctuations of meteorological parameters such as temperature, pressure etc. Traditional meteorological theory cannot satisfactorily explain the observed self-similar space time structure of atmospheric flows. A recently developed general systems theory for fractal space-time fluctuations shows that the larger-scale fluctuation can be visualised to emerge from the space-time averaging of enclosed small-scale fluctuations, thereby generating a hierarchy of self-similar fluctuations manifested as the observed eddy continuum in power spectral analyses of fractal fluctuations. The interconnected network of eddy circulations responds as a unified whole to local perturbations such as global-scale response to El-Nino events. The general systems theory model predicts an inverse power law form incorporating the golden mean τ for the distribution of space-time fluctuation patterns and for the power (variance) spectra of the fluctuations. Since the probability distributions of amplitude and variance are the same, atmospheric flows exhibit quantumlike chaos. Long-range correlations inherent to power law distributions of fluctuations are identified as nonlocal connection or entanglement exhibited by quantum systems such as electrons or photons. The predicted distribution is close to the Gaussian distribution for small-scale fluctuations, but exhibits a fat long tail for large-scale fluctuations. Universal inverse power law for fractal fluctuations rules out unambiguously linear secular trends in climate parameters Preface -- Chapter 1 Noise or Random Fluctuations in Physical Systems: A Review -- Chapter 2 Self-Organised Criticality: A Signature of Quantum-like Chaos in Atmospheric Flows -- Chapter 3 Universal inverse power-law distribution for temperature and rainfall in the UK region -- Chapter 4 Signatures of universal characteristics of fractal fluctuations in global mean monthly temperature anomalies |
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This book presents a new concept of General Systems Theory and its application to atmospheric physics. It reveals that energy input into the atmospheric eddy continuum, whether natural or manmade, results in enhancement of fluctuations of all scales, manifested immediately in the intensification of high-frequency fluctuations such as the Quasi-Biennial Oscillation and the El-Nino-Southern Oscillation cycles. Atmospheric flows exhibit self-organised criticality, i.e. long-range correlations in space and time manifested as fractal geometry to the spatial pattern concomitant with an inverse power law form for fluctuations of meteorological parameters such as temperature, pressure etc. Traditional meteorological theory cannot satisfactorily explain the observed self-similar space time structure of atmospheric flows. A recently developed general systems theory for fractal space-time fluctuations shows that the larger-scale fluctuation can be visualised to emerge from the space-time averaging of enclosed small-scale fluctuations, thereby generating a hierarchy of self-similar fluctuations manifested as the observed eddy continuum in power spectral analyses of fractal fluctuations. The interconnected network of eddy circulations responds as a unified whole to local perturbations such as global-scale response to El-Nino events. The general systems theory model predicts an inverse power law form incorporating the golden mean τ for the distribution of space-time fluctuation patterns and for the power (variance) spectra of the fluctuations. Since the probability distributions of amplitude and variance are the same, atmospheric flows exhibit quantumlike chaos. Long-range correlations inherent to power law distributions of fluctuations are identified as nonlocal connection or entanglement exhibited by quantum systems such as electrons or photons. The predicted distribution is close to the Gaussian distribution for small-scale fluctuations, but exhibits a fat long tail for large-scale fluctuations. Universal inverse power law for fractal fluctuations rules out unambiguously linear secular trends in climate parameters Preface -- Chapter 1 Noise or Random Fluctuations in Physical Systems: A Review -- Chapter 2 Self-Organised Criticality: A Signature of Quantum-like Chaos in Atmospheric Flows -- Chapter 3 Universal inverse power-law distribution for temperature and rainfall in the UK region -- Chapter 4 Signatures of universal characteristics of fractal fluctuations in global mean monthly temperature anomalies |
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This book presents a new concept of General Systems Theory and its application to atmospheric physics. It reveals that energy input into the atmospheric eddy continuum, whether natural or manmade, results in enhancement of fluctuations of all scales, manifested immediately in the intensification of high-frequency fluctuations such as the Quasi-Biennial Oscillation and the El-Nino-Southern Oscillation cycles. Atmospheric flows exhibit self-organised criticality, i.e. long-range correlations in space and time manifested as fractal geometry to the spatial pattern concomitant with an inverse power law form for fluctuations of meteorological parameters such as temperature, pressure etc. Traditional meteorological theory cannot satisfactorily explain the observed self-similar space time structure of atmospheric flows. A recently developed general systems theory for fractal space-time fluctuations shows that the larger-scale fluctuation can be visualised to emerge from the space-time averaging of enclosed small-scale fluctuations, thereby generating a hierarchy of self-similar fluctuations manifested as the observed eddy continuum in power spectral analyses of fractal fluctuations. The interconnected network of eddy circulations responds as a unified whole to local perturbations such as global-scale response to El-Nino events. The general systems theory model predicts an inverse power law form incorporating the golden mean τ for the distribution of space-time fluctuation patterns and for the power (variance) spectra of the fluctuations. Since the probability distributions of amplitude and variance are the same, atmospheric flows exhibit quantumlike chaos. Long-range correlations inherent to power law distributions of fluctuations are identified as nonlocal connection or entanglement exhibited by quantum systems such as electrons or photons. The predicted distribution is close to the Gaussian distribution for small-scale fluctuations, but exhibits a fat long tail for large-scale fluctuations. Universal inverse power law for fractal fluctuations rules out unambiguously linear secular trends in climate parameters Preface -- Chapter 1 Noise or Random Fluctuations in Physical Systems: A Review -- Chapter 2 Self-Organised Criticality: A Signature of Quantum-like Chaos in Atmospheric Flows -- Chapter 3 Universal inverse power-law distribution for temperature and rainfall in the UK region -- Chapter 4 Signatures of universal characteristics of fractal fluctuations in global mean monthly temperature anomalies |
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