Hidden patterns of climate change have been revealed by scientists using a method more normally used to diagnose heart disease. The scientists used multiscale entropy analysis to measure the 'pulse of the planet' in an attempt to look for subtle changes in temperature on Earth. The technique is normally used by surgeons to detect irregular heartbeats in large amounts of data from echocardiograms. The graph above shows how the entropy - or predictability - of Central European air temperatures have become less predictable over time scales of between 12 months and 70 months. The black lines shows the temperature predictability between 1850 to 1960 while the red lines shows the entropy between 1961 and 2014 . Researchers at the University of Leicester, however, have used it to look at the variability in the temperature in Europe. They found that the climate appears to have become less regular recently when temperatures are examined on times-scales of longer than 12 months. The chances of heatwaves in Europe have dramatically increased in the past decade as a result of warming temperatures, experts have said. Extremely warm summers that would be expected to occur twice a century in the early 2000s are now likely to happen twice a decade, a study from the Met Office found last year. The chances of extreme heatwaves, such as the one in 2003 which led to tens of thousands of deaths across Europe, have also increased tenfold, from a one in 1,000 year event to around one in a century. By the 2040s, such extreme heatwaves could happen every other year if greenhouse gas emissions continue to rise, according to the research published in the journal Nature Climate Change. The study is an update of research carried out in 2004 into the heatwave the previous year. It found the likelihood of it happening again has at least doubled as a result of human activity, such as burning fossil fuels. Despite a slowdown in rising global temperatures since the late 1990s, the new study found summer temperatures in central and Mediterranean Europe affected by the 2003 heatwave had increased by 0.81°C (1.4°F) between the 1990s and the period 2004 to 2013. They say this may be a sign that the regional temperatures are being influenced by more complex feedback systems and may explain why extreme weather events such as heatwaves, floods and cold spells are happening more irregularly. Professor Heiko Balzter, a climate scientist at the University of Leicester who led the study, said: 'I had the idea to apply a new method to the climate data. 'It has been applied a lot to diagnose heart disease, because it is good at detecting regularity and randomness in time-series data. 'We are literally taking the pulse of the planet. 'Interestingly, the changes we found only operated on time-scales longer than about a year. 'On these time-scales the climate seems to have become less predictable.' Multiscale entropy analysis works by searching data for small patterns of information that appear repeatedly. It many of these chunks are found then the data has low entropy and high regularity. If few are found then the system is harder to predict. The research team, shoe work is published in the journal Climate, used this approach to analyse the Central European variance-adjusted mean monthly air temperature anomalies. They found that air temperatures between 1961 and 2014 have become less predictable than between 1850 and 1960 over time scales of between 12 months and 70 months. Professor Balzter said: 'Evidence is mounting that the temporal dynamics of the climate system are changing at the same time as the average global temperature is increasing due to multiple climate forcings. Heatwaves, like the one above hitting Brighton Beach, have become harder to predict because temperatures patterns across Europe have become more irregular, according to the new research by climate scientists . This map of central Europe shows where entropy has increased (blue) and where it has decreased (red) This map of central Europe shows where the temperature data had the greatest change in entropy, as shown by the colours where yellow is the greatest change and hardest to predict while white is an entropy change of zero . 'A large number of extreme weather events such as prolonged cold spells, heatwaves, droughts and floods have been recorded around the world in the past 10 years. 'Such changes in the temporal scaling behaviour of climate time-series data can be difficult to detect. 'It is possible that climate system feedbacks are expressed in altered temporal scales of the European temperature time-series data.'
Multiscale entropy analysis is normally used to diagnose heart disease .
Scientists at the University of Leicester scientists applied it to climate data .
They examined temperature records across Europe for the past 165 years .
They found patterns of temperature changes that occur every 12-70 months .
However, they found temperatures have become less predictable recently .
דפוסים נסתרים של שינויי אקלים נחשפו על ידי מדענים המשתמשים בשיטה רגילה יותר לאבחון מחלות לב. המדענים השתמשו בניתוח אנטרופיה רב-קנה מידה כדי למדוד את 'דופק הפלנטה' בניסיון לחפש שינויים עדינים בטמפרטורה על פני כדור הארץ. הטכניקה משמשת בדרך כלל מנתחים כדי לזהות פעימות לב לא סדירות בכמויות גדולות של נתונים מבדיקת אקו לב. הגרף שלמעלה מראה כיצד האנטרופיה - או יכולת הניבוי - של טמפרטורות האוויר במרכז אירופה הפכו פחות צפויות לאורך טווחי זמן של בין 12 חודשים ל-70 חודשים. הקווים השחורים מציגים את יכולת חיזוי הטמפרטורה בין 1850 ל-1960 בעוד שהקווים האדומים מציגים את האנטרופיה בין 1961 ל-2014. חוקרים מאוניברסיטת לסטר, לעומת זאת, השתמשו בו כדי לבחון את השונות בטמפרטורה באירופה. הם גילו כי נראה שהאקלים הפך פחות סדיר לאחרונה כאשר הטמפרטורות נבדקות בטווחי זמן של יותר מ-12 חודשים. הסיכויים לגלי חום באירופה גדלו באופן דרמטי בעשור האחרון כתוצאה מהתחממות הטמפרטורות, אמרו מומחים. קיץ חמים במיוחד שצפוי להתרחש פעמיים במאה בתחילת שנות ה-2000 צפויים להתרחש כעת פעמיים בעשור, כך מצא מחקר ממשרד המט" בשנה שעברה. הסיכוי לגלי חום קיצוניים, כמו זה ב-2003 שהוביל לעשרות אלפי מקרי מוות ברחבי אירופה, גדל גם הוא פי עשרה, מאירוע של אחד ל-1,000 שנים לסביבות אחד במאה שנה. עד שנות ה-40, גלי חום קיצוניים כאלה עלולים להתרחש כל שנה אחרת אם פליטת גזי החממה תמשיך לעלות, לפי המחקר שפורסם בכתב העת Nature Climate Change. המחקר הוא עדכון של מחקר שנערך בשנת 2004 על גל החום בשנה הקודמת. הוא גילה שהסבירות שזה יקרה שוב הוכפלה לפחות כתוצאה מפעילות אנושית, כמו שריפת דלקים מאובנים. למרות האטה בעליית הטמפרטורות העולמיות מאז סוף שנות ה-90, המחקר החדש מצא שטמפרטורות הקיץ במרכז ובים התיכון באירופה, שהושפעו מגל החום של 2003, עלו ב-0.81 מעלות צלזיוס (1.4 מעלות פרנהייט) בין שנות ה-90 לתקופה של 2004 עד 2013. נניח שזה עשוי להיות סימן לכך שהטמפרטורות האזוריות מושפעות ממערכות משוב מורכבות יותר ואולי מסביר מדוע אירועי מזג אוויר קיצוניים כגון גלי חום, שיטפונות ותקפי קור מתרחשים בצורה לא סדירה יותר. פרופסור הייקו בלסטר, מדען אקלים מאוניברסיטת לסטר שהוביל את המחקר, אמר: "היה לי רעיון ליישם שיטה חדשה על נתוני האקלים. "זה יושם הרבה לאבחון מחלות לב, כי הוא טוב בזיהוי סדירות ואקראיות בנתונים מסדרות זמן. ״אנחנו ממש לוקחים את הדופק של הפלנטה. ״מעניין, השינויים שמצאנו פעלו רק בטווחי זמן של יותר משנה. 'בטווחי זמן אלה נראה שהאקלים הפך פחות צפוי'. ניתוח אנטרופיה רב קנה מידה פועל על ידי חיפוש נתונים אחר דפוסי מידע קטנים המופיעים שוב ושוב. אם רבים מהנתחים הללו נמצאים אז הנתונים הם בעלי אנטרופיה נמוכה וסדירות גבוהה. אם יימצאו מעטים אז קשה יותר לחזות את המערכת. צוות המחקר, עבודת נעליים מתפרסם בכתב העת Climate, השתמש בגישה זו כדי לנתח את חריגות טמפרטורת האוויר החודשית הממוצעת מותאמת לשונות במרכז אירופה. הם מצאו כי טמפרטורות האוויר בין 1961 ל-2014 הפכו פחות צפויות מאשר בין 1850 ל-1960 לאורך טווחי זמן של בין 12 חודשים ל-70 חודשים. פרופסור בלסטר אמר: "הוכחות גוברות לכך שהדינמיקה הזמנית של מערכת האקלים משתנה במקביל לעלייה של הטמפרטורה הגלובלית הממוצעת עקב אילציות אקלים מרובות. גלי חום, כמו זה שלמעלה שפוגע בברייטון ביץ', הפכו קשים יותר לניבוי מכיוון שדפוסי הטמפרטורות ברחבי אירופה הפכו לא סדירים יותר, על פי מחקר חדש של מדעני אקלים. מפה זו של מרכז אירופה מראה היכן האנטרופיה עלתה (כחול) והיכן היא ירדה (אדום) מפה זו של מרכז אירופה מראה היכן נתוני הטמפרטורה היה השינוי הגדול ביותר באנטרופיה, כפי שמוצג על ידי הצבעים שבהם צהוב הוא השינוי הגדול ביותר. הכי קשה לחזות בעוד לבן הוא שינוי אנטרופיה של אפס. "מספר רב של אירועי מזג אוויר קיצוניים כמו תקופות קור ממושכות, גלי חום, בצורת ושיטפונות נרשמו ברחבי העולם בעשר השנים האחרונות. "שינויים כאלה בהתנהגות קנה המידה הזמני של נתוני סדרת זמן אקלים יכולים להיות קשים לזיהוי. "ייתכן שהמשובים של מערכת האקלים מתבטאים בסולמות זמניים משתנים של נתוני סדרת הזמן של הטמפרטורה האירופית."
ניתוח אנטרופיה רב קנה מידה משמש בדרך כלל לאבחון מחלות לב.
מדענים מאוניברסיטת לסטר יישמו זאת על נתוני אקלים.
הם בחנו שיאי טמפרטורה ברחבי אירופה במשך 165 השנים האחרונות.
הם מצאו דפוסים של שינויי טמפרטורה המתרחשים כל 12-70 חודשים.
עם זאת, הם גילו שהטמפרטורות הפכו פחות צפויות לאחרונה.