ΕΚΘΕΣΗ ΤΕΚΜΗΡΙΩΣΗΣ ΤΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

Transcript

1 Επιχειρησιακό Πρόγραμμα «Ανταγωνιστικότητα και Επιχειρηματικότητα» Δράση Εθνικής Εμβέλειας «Συνεργασία» «Γεώκλιμα» Ανάπτυξη γεωγραφικού συστήματος κλιματικής πληροφορίας Κωδικός Έργου: 09ΣΥΝ EE1 Προεπεξεργασία Δεδομένων Παραδοτέο Π1.4: ΕΚΘΕΣΗ ΤΕΚΜΗΡΙΩΣΗΣ ΤΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Υπεύθυνος Φορέας Υλοποίησης: ΤΜΚ ΕΦΑ Συνεργαζόμενοι φορείς: ΤΓ Έκδοση: 4.0 Ημερομηνία παράδοσης: 13/3/2012 Καταληκτική ημερομηνία: 13/1/2012 Επίπεδο διάχυσης: Δημόσιο Συγγραφείς: Δ. Μελάς (ΤΜΚ ΕΦΑ), Χ. Φείδας (ΤΜΚ ΕΦΑ), Π. Ζάνης (ΤΜΚ ΕΦΑ),, Ι. Κιουτσιούκης (ΤΜΚ ΕΦΑ), Γ. Μαρουγιάννη (ΤΜΚ ΕΦΑ), Μ. Βαΐτης (ΤΓ), Α. Κίζος (ΤΓ), Ν. Λιώρα (ΤΜΚ ΕΦΑ), Δ. Παπαναστασίου (ΤΜΚ ΕΦΑ) ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΕΝΩΣΗ ΕΥΡΩΠΑΪΚΟ ΤΑΜΕΙΟ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ

2 Copyright 2011 Η σύμπραξη του έργου «Γεώκλιμα» Το παρόν κείμενο δημοσιεύτηκε με τη σύμφωνη γνώμη όλων των φορέων της σύμπραξης. Περιέχει υλικό τα δικαιώματα του οποίου ανήκουν στην κοινοπραξία του έργου «Γεώκλιμα» και το οποίο δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς άδεια από την σύμπραξη. Η έρευνα που οδήγησε στα αποτελέσματα του παρόντος κειμένου χρηματοδοτήθηκε από το Επιχειρησιακό Πρόγραμμα «Ανταγωνιστικότητα και Επιχειρηματικότητα» (ΕΠΑΝ ΙΙ) και από Περιφερειακά Επιχειρησιακά Προγράμματα (ΠΕΠ). Η σύμπραξη του έργου αποτελείται από τους φορείς: Α/Α Φορέα 1 (Συντονιστής) Επωνυμία Φορέα Τομέας Μετεωρολογίας & Κλιματολογίας και Εργαστήριο Φυσικής της Ατμόσφαιρας, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Συντομογραφία Φορέα ΤΜΚ ΕΦΑ 2 Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία ΕΜΥ 3 Τμήμα Γεωγραφίας, Πανεπιστήμιο Αιγαίου ΤΓ 4 Singular Logic Α.Ε SL 5 DRAXIS Περιβαλλοντική Α.Ε. Δράξις 1

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΕΚΜΗΡΙΩΣΗ ΤΩΝ ΚΛΙΜΑΤΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Στατιστική ανάλυση κλιματικών δεδομένων Υπολογισμός των τάσεων ΤΕΚΜΗΡΙΩΣΗ ΤΩΝ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Βροχόπτωση Θερμοκρασία Επιφάνειας Εδάφους (Land Surface Temperature LST) Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (Normalized Difference Vegetation Index NDVI) Κλάσμα Νέφωσης του MODIS Δείκτης Αστάθειας Lifted Index του MODIS Δείκτης Αστάθειας Total Totals Index του MODIS Δεδομένα Κάλυψης Γης CORINE (Coordination of information on the environment) Δεδομένα Κάλυψης Γης GlobeCorine ΤΕΚΜΗΡΙΩΣΗ ΤΩΝ ΚΟΙΝΩΝΙΚΟΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΑΝΑΦΟΡΕΣ

4 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το ερευνητικό έργο «Ανάπτυξη Γεωγραφικού Συστήματος Κλιματικής Πληροφορίας (ΓΕΩΚΛΙΜΑ)» στοχεύει στην ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών (ΓΣΠ) το οποίο θα έχει τη δυνατότητα διαχείρισης, ανάλυσης, μοντελοποίησης και οπτικοποίησης του συνόλου της πληροφορίας που σχετίζεται έμμεσα ή άμεσα με το κλίμα της Ελλάδας, των παραγόντων που το διαμορφώνουν, τη διαχρονική του εξέλιξη στο παρελθόν και τις εκτιμήσεις για την εξέλιξη του στο άμεσο μέλλον. Απώτερος στόχος του έργου είναι η δημιουργία μιας καινοτόμου, σύγχρονης τεχνολογίας πληροφοριών η οποία θα αποτελέσει ένα ιδιαίτερα χρήσιμο εργαλείο για τη μελέτη των κλιματικών μεταβολών στη χώρα μας, παρέχοντας άμεσα και με διαδραστικό τρόπο, συνδυασμένες πληροφορίες που σχετίζονται με τη μεταβολή του κλίματος στο χώρο και το χρόνο σε κάθε περιοχή της ελληνικής επικράτειας. Η τεχνολογία αυτή φιλοδοξεί να αποτελέσει ένα γνωσιακό υπόβαθρο αναφοράς σε θέματα κλίματος και κλιματικών μεταβολών, στο οποίο θα μπορούν να βασιστούν οι μελλοντικές εκτιμήσεις των περιβαλλοντικών και κοινωνικό οικονομικών επιπτώσεων τους. Η παρούσα έκθεση αφορά στο παραδοτέο Π1.4 του έργου με τίτλο «Έκθεση τεκμηρίωσης των δεδομένων». Πρόκειται για αναφορά στα πλαίσια της οποίας γίνεται τεκμηρίωση του σετ των συμβατικών κλιματικών, δορυφορικών κλιματικών και περιβαλλοντικών και κοινωνικοοικονομικών δεδομένων, πρωτογενών και δευτερογενών, ως προς την πηγή, το είδος, τη διάρκεια, τη χωρική κάλυψη, την ποιότητα, τη μορφή των αρχείων και άλλων χαρακτηριστικών. Οι πληροφορίες αυτές είναι απαραίτητες για την εισαγωγή των δεδομένων αυτών στη βάση γεωγραφικών δεδομένων που θα δημιουργηθεί στην ενότητα εργασίας 3 (ΕΕ3). Υπεύθυνος της εργασίας αυτής είναι ο ΤΜΚ ΕΦΑ, όμως συμμετέχουν και οι φορείς που εμπλέκονται επίσης στη συλλογή και στη δημιουργία του σετ δεδομένων του έργου. 3

5 2. ΤΕΚΜΗΡΙΩΣΗ ΤΩΝ ΚΛΙΜΑΤΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Στην παρούσα έκθεση περιγράφονται τα δεδομένα που παρήχθησαν από την προεπεξεργασία των κλιματικών δεδομένων (θερμοκρασία, βροχόπτωση, υγρασία, καιρικά φαινόμενα, πίεση, ηλιοφάνεια, άνεμος, νέφωση), που θα χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία της γεωγραφικής βάσης κλιματικής πληροφορίας του έργου «Γεώκλιμα». Κύρια πηγή των δεδομένων είναι η κλιματική βάση της ΕΜΥ, η οποία είναι εγκατεστημένη στο υπολογιστικό της κέντρο. Η ΕΜΥ διαθέτει ένα ευρύ δίκτυο μετεωρολογικών σταθμών με τις παρατηρήσεις του οποίου δημιούργησε και συντηρεί ένα μοναδικό στο είδος του αρχείο κλιματικών δεδομένων το οποίο καλύπτει όλη την έκταση του ελληνικού χώρου για την περίοδο από το 1950 μέχρι και σήμερα. Η συμμετοχή της ΕΜΥ αφορά στη διάθεση και την προεπεξεργασία των δεδομένων της κλιματικής βάσης δεδομένων της. 2.1 Στατιστική ανάλυση κλιματικών δεδομένων Το σετ των δεδομένων που χρησιμοποιήθηκε αποτελείται από παρατηρήσεις από μετεωρολογικούς σταθμούς του δικτύου της ΕΜΥ. Πρόκειται για παρατηρήσεις 27 μεταβλητών οι οποίες παρουσιάζονται στον πίνακα Ι και περιλαμβάνουν θερμοκρασία επιφάνειας, ύψος υετού, υγρασία, καιρικά φαινόμενα, πίεση, νέφωση, ταχύτητα ανέμου και ηλιοφάνεια. Αρχικά εξετάσθηκαν συνολικά οι χρονοσειρές από 89 σταθμούς. Αποφασίσθηκε η αξιοποίηση χρονικής περιόδου 30 ετών για τη στατιστική ανάλυση των κλιματικών δεδομένων. Με βάση αυτήν την απαίτηση ο αριθμός των διαθέσιμων σταθμών για τη στατιστική ανάλυση μειώθηκε στους 79 σταθμούς. Η επιλογή της βέλτιστης περιόδου έγινε με βάση τον αριθμό των σταθμών που καλύπτουν αυτήν την περίοδο, ο οποίος καθορίζεται από: α) τη μέγιστη χρονοσειρά συνεχών καταγραφών και β) τον αριθμό των ελλιπών μηνιαίων τιμών μέσα στη χρονοσειρά αυτής της περιόδου. Για το σκοπό αυτό καθορίστηκε ένα ανώτερο κατώφλι στον αριθμό ελλιπών τιμών για κάθε χρονοσειρά, βάσει του οποίου η χρονοσειρά κάθε σταθμού γίνεται αποδεκτή. Η βέλτιστη χρονική περίοδος αξιοποίησης των χρονοσειρών που ανέδειξε η ανάλυση ήταν η περίοδος

6 Πίνακας Ι: Μετεωρολογικές παράμετροι για τη δημιουργία της γεωγραφικής βάσης κλιματικής πληροφορίας του έργου «Γεώκλιμα» Ώρες Ηλιοφάνειας Νέφωση Μέση Ολική Νέφωση Φαινόμενα Aριθμός Ημερών Καταιγίδας Αριθμός Ημερών Χιονιού Αριθμός Ημερών Βροχής Αριθμός Ημερών Όμβρου Υγρασία Μέση Σχετική Υγρασία Μέσος Δείκτης Δυσφορίας DI Μεγαλύτερος Μέσος Ημερήσιος Δείκτης Δυσφορίας DI Μικρότερος Μέσος Ημερήσιος Δείκτης Δυσφορίας DI Μέση θερμοκρασία Μέση Θερμοκρασία Πίεση Μέση Πίεση στη Μέση Στάθμη Θάλασσας Άνεμος Μέση Ταχύτητα Ανέμου (knots) Υετός Ύψος Υετού (18 εως 18 UTC)(mm) Αριθμός Ημερών με Υετό 1.0 mm Αριθμός Ημερών με Υετό 0.1 mm Μέγιστη θερμοκρασία Μέση Μέγιστη Θερμοκρασία Αριθμός Ημερών με Μέγιστη Θερμοκρασία 0 o C(ολικός παγετός) Αριθμός Ημερών με Μέγιστη Θερμοκρασία >0 o C, 20 o C, 30 o C, 35 o C, 40 o C Ελάχιστη θερμοκρασία Μέση Ελάχιστη Θερμοκρασία Αριθμός Ημερών με Ελάχιστη Θερμοκρασία <0 o C, < 10 o C, 20 o C α. Πρωτογενή δεδομένα Τα πρωτογενή κλιματικά δεδομένα που παραχωρήθηκαν από την ΕΜΥ για την υλοποίηση των στόχων της πρώτης ενότητας εργασίας του έργου (ΕΕ1) αποτελούνται από 79 αρχεία σε format.xls (ένα αρχείο ανά σταθμό). Τα αρχεία αυτά μετατράπηκαν σε αρχεία ascii. Κάθε αρχείο.xls ανά σταθμό διασπάσθηκε σε 27 αρχεία ascii, ένα για κάθε μια μετεωρολογική μεταβλητή. Συνολικά δημιουργήθηκαν αρχεία, τα οποία έχουν την ονομασία staxxvaryy.txt, όπου ΧΧ ο κωδικός αριθμός του σταθμού και όπου ΥΥ ο κωδικός αριθμός της μετεωρολογικής παραμέτρου, οι οποίοι παρουσιάζονται στους πίνακες ΙΙ και ΙΙΙ αντίστοιχα. Κάθε αρχείο αποτελείται από 13 στήλες και 30 γραμμές. Η πρώτη στήλη είναι τα έτη των παρατηρήσεων και οι επόμενες 12 στήλες είναι οι μηνιαίες τιμές για κάθε μετεωρολογική παράμετρο (μία στήλη ανά μήνα). Αναφέρεται ότι στην περίπωση που στο μηνιαίο δείγμα υπάρχει μεγάλος αριθμός ελλιπών ημερήσιων τιμών, τότε η μηνιαία τιμή δεν υπολογίζεται και η εγγραφή για τον μήνα αυτό σημειώνεται ως NaN (κενή εγγραφή). 5

7 Πίνακας ΙΙ: Κωδικός αριθμός σταθμού (ΧΧ) Κωδ. αριθ. Σταθμός Κωδ. αριθ. Σταθμός Κωδ. αριθ. Σταθμός Κωδ. αριθ. Σταθμός 01 Αγχίαλος 21 Δράμα 41 Κύθηρα 68 Σέρρες 02 Αγρίνιο 22 Έδεσσα 43 Κόνιτσα 71 Σητεία 03 Αιδηψός 23 Ελευσίνα 46 Κοζάνη 72 Σκύρος 04 Αίγινα 24 Ελληνικό 47 Λαμία 73 Σκόπελος 05 Αίγιο 25 Φλώρινα 48 Λάρισα 74 Σούδα 06 Άκτιο 26 Φούρνη 49 Λήμνος 75 Σουφλί 07 Αλεξανδρούπολη 27 Γύθειο 51 Μεθώνη 76 Σπάρτη 08 Αλίαρτος 28 Γόρτυς 52 Μίκρα 77 Σπάτα 09 Ανδραβίδα 29 Ιεράπετρα 53 Μήλος 78 Σπέτσες 10 Ανώγεια 30 Ιωάννινα 54 Μυτιλήνη 79 Στεφάνι 11 Αράχωβα 31 Ηράκλειο 55 Ν.Φιλαδέλφεια 80 Τανάγρα 12 Άραξος 32 Καλάβρυτα 56 Νάξος 81 Τατόι 13 Άργος 33 Καλαμάτα 57 Ναύπακτος 82 Τυμπάκι 14 Αργοστόλι 34 Καλαμπάκα 58 Παλαιόχωρα 83 Τρίκαλα Ημαθ. 15 Άρτα 35 Κάρπαθος 61 Πάτρα 84 Τρίκαλα Θεσσ. 16 Ζάκυνθος 36 Σάμος 62 Πειραιάς 85 Τρίπολη 17 Άστρος 37 Καστέλλι 63 Πύργος 86 Ξανθη 18 Δεσφίνα 38 Καστοριά 65 Ρέθυμνο 87 Χίος Α/Δ 19 Διαβολίτσι 39 Καβάλα 66 Ρόδος 89 Ζάρος 20 Δομοκός 40 Κέρκυρα 67 Σαντορίνη 6

8 Πίνακας ΙΙΙ: Κωδικός αριθμός μετεωρολογικής παραμέτρου (ΥΥ) Κωδικός Μετεωρολογική παράμετρος αριθμός 01 Ηλιοφάνεια σε ώρες 02 Νέφωση σε όγδοα 03 Αριθμός ημερών καταιγίδας 04 Αριθμός ημερών χιονιού 05 Αριθμός ημερών βροχής 06 Αριθμός ημερών όμβρου 07 Μέση πίεση στη μέση στάθμη της θάλασσας (hpa) 08 Ταχύτητα ανέμου σε κόμβους 09 Ύψος υετού σε mm 10 Αριθμός ημερών με ύψος υετού ίσο με ή μεγαλύτερο από 1mm 11 Αριθμός ημερών με ύψος υετού ίσο με ή μεγαλύτερο από 0.1mm 12 Μέγιστη θερμοκρασία σε C 13 Αριθμός ημερών με μέγιστη θερμοκρασία ίση με ή μικρότερη από 0 C 14 Αριθμός ημερών με μέγιστη θερμοκρασία μεγαλύτερη από 0 C 15 Αριθμός ημερών με μέγιστη θερμοκρασία ίση με ή μεγαλύτερη από 20 C 16 Αριθμός ημερών με μέγιστη θερμοκρασία ίση με ή μεγαλύτερη από 30 C 17 Αριθμός ημερών με μέγιστη θερμοκρασία ίση με ή μεγαλύτερη από 35 C 18 Αριθμός ημερών με μέγιστη θερμοκρασία ίση με ή μεγαλύτερη από 40 C 19 Ελάχιστη θερμοκρασία σε C 20 Αριθμός ημερών με ελάχιστη θερμοκρασία ίση με ή μικρότερη από 0 C 21 Αριθμός ημερών με ελάχιστη θερμοκρασία ίση με ή μικρότερη από 10 C 22 Αριθμός ημερών με ελάχιστη θερμοκρασία ίση με ή μεγαλύτερη από 20 C 23 Μέση θερμοκρασία σε C 26 Σχετική υγρασία (%) 32 Δείκτης δυσφορίας σε C 33 Μέγιστος μέσος ημερήσιος δείκτης δυσφορίας σε C 34 Ελάχιστος μέσος ημερήσιος δείκτης δυσφορίας σε C 7

9 β. Αποτελέσματα στατιστικής ανάλυσης Τα αρχεία των μηνιαίων τιμών των 27 μεταβλητών επεξεργάσθηκαν στατιστικά. Αρχικά υπολογίσθηκαν οι μέσες και οι αθροιστικές ετήσιες και εποχιακές τιμές και στη συνέχεια υπολογίσθηκαν κλασικές στατιστικές παράμετροι όπως οι ακρότατες τιμές και η τυπική απόκλιση ανά μήνα καθώς και η 5 η, η 90 η και η 95 η ποσοστιαία θέση (δηλαδή η νιοστή θέση, κάτω από την οποία βρίσκεται το ν% των παρατηρήσεων). Τα αρχεία που παρήχθησαν έχουν φορμάτ ascii και διατηρούν την ίδια ονομασία με τα αρχικά αρχεία. Αποτελούνται από 18 στήλες και 30 γραμμές δεδομένων. Προηγούνται των γραμμών δεδομένων τέσσερις γραμμές κεφαλίδων (headers), όπου αναγράφονται το όνομα του σταθμού και ο διεθνής αριθμός ταυτότητάς του και το όνομα της μετεωρολογικής παραμέτρου. Η πρώτη στήλη αναφέρεται στα έτη παρατηρήσεων, οι επόμενες 12 στις μηνιαίες τιμές ενώ η επόμενες 5 στήλες είναι η μέση ή η αθροιστική ετήσια τιμή και οι εποχιακές τιμές. Υπάρχουν 30 γραμμές μηνιαίων τιμών, για τις οποίες έχει πραγματοποιηθεί συμπλήρωση ελλιπών τιμών με συγκεκριμένη μεθοδολογία, η οποία περιγράφεται αναλυτικά στην έκθεση για την προεπεξεργασία των δεδομένων (παραδοτέο Π1.2). Στην επόμενες επτά γραμμές που ακολουθούν κάτω από τις γραμμές δεδομένων παρουσιάζονται οι στατιστικές παράμετροι που υπολογίσθηκαν, δηλαδή η μέση τιμή, η μέγιστη τιμή, η ελάχιστη τιμή, η τυπική απόκλιση και η 5 η, η 90 η και η 95 η ποσοστιαία θέση ανά στήλη αντίστοιχα. Αναφέρεται ότι τέθηκε ο περιορισμός να μην υπολογίζεται η μέση ή αθροιστική ετήσια τιμή όταν σε ένα έτος λείπουν περισσότερες από τέσσερις μηνιαίες τιμές, ενώ οι εποχιακές τιμές δεν υπολογίζονται αν λείπει έστω μια από τις τρεις απαιτούμενες μηνιαίες τιμές. Οι εποχιακές τιμές υπολογίσθηκαν ως εξής: για τη μεταβλητή ύψος υετού και για τις μεταβλητές ημερών βροχής, ημερών με υετό 1.0mm και ημερών με υετό 0.1mm η ετήσια τιμή υπολογίσθηκε ως άθροισμα των 12 μηνιαίων τιμών από την 1 η Σεπτεμβρίου μέχρι τις 31 Αυγούστου, αντιστοιχώντας στο έτος στο οποίο ανήκει ο Ιανουάριος. Η εποχιακή τιμή του φθινοπώρου για ένα έτος προκύπτει ως άθροισμα των μηνιαίων τιμών του Σεπτεμβρίου, του Οκτωβρίου και του Νοεμβρίου του προηγούμενου έτους, η εποχιακή τιμή του χειμώνα προκύπτει ως το άθροισμα των μηνιαίων τιμών του Δεκεμβρίου, του Ιανουαρίου και του Φεβρουαρίου και αντιστοιχεί στο έτος, στο οποίο ανήκει ο Ιανουάριος. Αντίστοιχα υπολογίζονται οι εποχιακές τιμές της άνοιξης και του καλοκαιριού. Για τις υπόλοιπες μεταβλητές, η ετήσια τιμή προκύπτει ως το άθροισμα (για τις μεταβλητές που μετρώνται σε αριθμό ημερών) ή η μέση τιμή των 12 μηνιαίων τιμών από το Δεκέμβριο μέχρι τον Νοέμβριο, αντιστοιχώντας στο έτος, στο οποίο ανήκει ο Ιανουάριος. Οι εποχιακές τιμές υπολογίζονται ομοίως με το ύψος υετού. 8

10 Πίνακας ΙV: Παράδειγμα αρχείου στατιστικής ανάλυσης ******** GEOCLIMA HNMS DATABASE ******** Monthly, seasonal and annual Statistics Aghialos (STAID 16665) Mean temperature in C Winter Spring Summer Autumn Year Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Annual (DJF) (MAM) (JJA) (SON) mean max min std p p p

11 2.2 Υπολογισμός των τάσεων Το σετ των δεδομένων που χρησιμοποιήθηκε για τον υπολογισμό των τάσεων αποτελείται από παρατηρήσεις από έναν αριθμό σταθμών, ο οποίος διαφέρει ανά μεταβλητή. Οι μετεωρολογικές παράμετροι για τις οποίες υπολογίσθηκαν οι τάσεις (ετήσια και εποχιακές) επιλέχθηκαν να είναι η βροχόπτωση και η μέγιστη, η μέση και η ελάχιστη θερμοκρασία. Η ανάλυση των τάσεων αποφασίσθηκε να πραγματοποιηθεί για δύο χρονικές περιόδους για τη μέση, τη μέγιστη και την ελάχιστη θερμοκρασία ( και ενδιάμεση περίοδος ) και για τρεις χρονικές περιόδους για τη βροχόπτωση ( και ενδιάμεσοι περίοδοι και ). Ωστόσο, παρουσιάστηκε πρόβλημα στην εύρεση έγκυρης πηγής κλιματικών δεδομένων ελληνικών σταθμών για τα έτη , καθώς για την εξαετία αυτή η βάση δεδομένων της ΕΜΥ εμφανίζει ιδιαίτερα μεγάλο ποσοστό ελλείψεων για τους περισσότερους σταθμούς. Επιπλέον, για τα διαθέσιμα πρωτογενή (ημερήσια) δεδομένα της βάσης της ΕΜΥ για την εξαετία αυτή δεν έχει διενεργηθεί ποιοτικός έλεγχος. Αποφασίστηκε λοιπόν να χρησιμοποιηθούν για τη χρονική περίοδο για την ανάλυση των τάσεων των μετεωρολογικών μεταβλητών βρόχοπτωση, μέγιστη και ελάχιστη θερμοκρασία, εκτός από την κλιματική βάση της ΕΜΥ, η κλιματική βάση του Εθνικού Ωκεανογραφικού και Ατμοσφαιρικού Ινστιτούτου των Η.Π.Α. ( Η κλιματική αυτή βάση επιλέχθηκε επειδή παρουσιάζει υψηλό βαθμό συσχέτισης με τη βάση της ΕΜΥ. Η διαπίστωση αυτή προκύπτει και από τα διαγράμματα των σχημάτων 1 και 2, όπου φαίνεται για τέσσερις σταθμούς, για τη χρονική περίοδο , η σύγκριση των δεδομένων των δύο βάσεων για τη μέγιστη και για την ελάχιστη θερμοκρασία. Είναι εμφανές ότι όλες οι τιμές είναι πολύ κοντά στην κύρια διαγώνιο. Επίσης, για τη μέση θερμοκρασία για τρεις σταθμούς αντλήθηκαν ημερήσια δεδομένα από την κλιματική βάση European Climate Assessment and Dataset, που υποστηρίζεται από το European Climate Support Network ( Τα δεδομένα αυτά ελέγχθηκαν ποιοτικά και στη συνέχεια υπολογίσθηκαν οι μέσες μηνιαίες τιμές. Παράλληλα με τον υπολογισμό των τάσεων πραγματοποιήθηκε και ο έλεγχος της στατιστικής σημαντικότητας για το επίπεδο 95%, τιμή που υιοθετείται συνήθως σε ανάλογες μελέτες. Αναφέρεται ότι στα αρχεία που χρησιμοποιήθηκαν για την ανάλυση των τάσεων των τεσσάρων μεταβλητών τέθηκε ως μέγιστο επιτρεπόμενο ποσοστό ελλιπών τιμών στο σύνολο της χρονοσειράς το 2%.

12 Tmax - EVE Ελληνικό μέση μηνιαία Τmax Tmax - EMY r= 0,99994 Tmax - EVE Λάρισα μέση μηνιαία Τmax r= 0, Τmax - ΕΜΥ Tmax - EVE Τρίπολη μέση μηνιαία Τmax r= 0, Tmax - EMY Tmax EVE Σκύρος μέση μηνιαία Τmax r= 0, Tmax - EMY Σχήμα 1: Σύγκριση κλιματικών βάσεων ΕΜΥ EVE για 4 σταθμούς για την περίοδο για τη μέγιστη θερμοκρασία (στα διαγράμματα φαίνονται οι συντελεστές συσχέτισης) Λάρισα μέση μηνιαία Tmin Ελληνικό μέση μηνιαία Τmin Tmin EVE r= 0,99977 Tmin EVE r= 0, Tmin EMY Tmin EMY

13 Τρίπολη μέση μηνιαία Τmin Σκύρος μέση μηνιαία Τmin Τmin EVE 10 5 r= 0, Tmin EMY Tmin EVE Tmin EMY r= 0,9991 Σχήμα 2: Σύγκριση κλιματικών βάσεων ΕΜΥ EVE για 4 σταθμούς για την περίοδο για την ελάχιστη θερμοκρασία (στα διαγράμματα φαίνονται οι συντελεστές συσχέτισης) α. Βροχόπτωση Για τη βροχόπτωση οι τάσεις (ετήσια και εποχιακές) υπολογίσθηκαν, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, για τη χρονική περίοδο και για τις δύο ενδιάμεσες περιόδους και Για την περίοδο ο αριθμός των σταθμών που χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση τάσεων είναι 18, για την περίοδο ο αριθμός αυτός ανέρχεται στους 24 ενώ για την περίοδο στους 25. Τα δεδομένα για τον υπολογισμό των τάσεων της βροχόπτωσης προήλθαν όπως αναφέρθηκε από δύο πηγές: από τη βάση δεδομένων της ΕΜΥ και για την περίοδο από την κλιματική βάση του Εθνικού Ωκεανογραφικού και Ατμοσφαιρικού Ινστιτούτου των Η.Π.Α. (National Oceanic and Atmospheric Administration NOAA). Μοναδικός σταθμός για τον οποίο υπήρχαν διαθέσιμα δεδομένα για όλη τη χρονική περίοδο από τη μετεωρολογική βάση της ΕΜΥ ήταν ο σταθμός της Κέρκυρας. Επίσης, υπολογίσθηκαν οι τάσεις της βροχόπτωσης για τον μετεωρολογικό σταθμό του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. 12

14 Πίνακας V: Σταθμοί για τον υπολογισμό των τάσεων της βροχόπτωσης Σταθμός Χρονοσειρά δεδομένων Πηγή δεδομένων Α.Π.Θ Μετεωροσκοπείο Α.Π.Θ. Αγρίνιο ΕΜΥ Αγχίαλος ΕΜΥ Αλεξανδρούπολη ΕΜΥ EVE Άραξος ΕΜΥ Ελληνικό ΕΜΥ EVE Ηράκλειο ΕΜΥ EVE Ιωάννινα ΕΜΥ Καλαμάτα ΕΜΥ EVE Κέρκυρα ΕΜΥ Κοζάνη ΕΜΥ Κύθηρα ΕΜΥ EVE Λάρισα ΕΜΥ EVE Λήμνος ΕΜΥ EVE Μεθώνη ΕΜΥ EVE Μήλος ΕΜΥ EVE Μίκρα (Θεσσαλονίκη) ΕΜΥ EVE Μυτιλήνη ΕΜΥ EVE Ν.Φιλαδέλφεια ΕΜΥ Νάξος ΕΜΥ EVE Ρόδος ΕΜΥ EVE Σάμος ΕΜΥ EVE Σκύρος ΕΜΥ EVE Τρίκαλα Θεσσαλίας ΕΜΥ Τρίπολη ΕΜΥ EVE β. Μέγιστη και ελάχιστη θερμοκρασία Για τη μέγιστη και ελάχιστη θερμοκρασία υπολογίσθηκαν οι τάσεις (ετήσιες και εποχιακές) για τη χρονική περίοδο και για την ενδιάμεση περιόδο Για την περίοδο ο αριθμός των σταθμών που χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση τάσεων είναι 19, για την περίοδο ο αριθμός αυτός ανέρχεται στους 28. Τα δεδομένα για τον υπολογισμό των τάσεων της μέγιστης και της ελάχιστης θερμοκρασίας προήλθαν όπως αναφέρθηκε από δύο πηγές: από τη βάση δεδομένων της ΕΜΥ και για την περίοδο από την κλιματική βάση του NOAA. Για τους 8 από τους 19 σταθμούς υπήρχαν διαθέσιμα δεδομένα για όλη τη χρονική περίοδο από τη μετεωρολογική βάση της ΕΜΥ. 13

15 Πίνακας VI: Σταθμοί για τον υπολογισμό των τάσεων της μέγιστης και της ελάχιστης θερμοκρασίας Σταθμός Χρονοσειρά δεδομένων Πηγή δεδομένων Αγρίνιο ΕΜΥ Αγχίαλος ΕΜΥ Αλεξανδρούπολη ΕΜΥ EVE Άραξος ΕΜΥ Ελληνικό ΕΜΥ Ηράκλειο ΕΜΥ EVE Ιεράπετρα ΕΜΥ Ιωάννινα ΕΜΥ Καλαμάτα ΕΜΥ Κέρκυρα ΕΜΥ Κοζάνη ΕΜΥ Κύθηρα ΕΜΥ EVE Λάρισα ΕΜΥ Λήμνος ΕΜΥ EVE Μεθώνη ΕΜΥ EVE Μήλος ΕΜΥ EVE Μυτιλήνη ΕΜΥ EVE Ν.Φιλαδέλφεια ΕΜΥ EVE Νάξος ΕΜΥ EVE Πειραιάς ΕΜΥ Ρόδος ΕΜΥ Σάμος ΕΜΥ EVE Σκόπελος ΕΜΥ Σκύρος ΕΜΥ Τανάγρα ΕΜΥ Τατόι ΕΜΥ Τρίπολη ΕΜΥ EVE Χίος ΕΜΥ γ. Μέση θερμοκρασία Για τη μέση θερμοκρασία υπολογίσθηκαν οι τάσεις (ετήσιες και εποχιακές) για τη χρονική περίοδο και για την ενδιάμεση περιόδο Για την περίοδο ο αριθμός των σταθμών που χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση τάσεων είναι 10, για την περίοδο ο αριθμός αυτός ανέρχεται στους 27. Τα δεδομένα για τον υπολογισμό των τάσεων της μέγιστης και της ελάχιστης θερμοκρασίας προήλθαν από τρεις πηγές: από τη βάση δεδομένων της ΕΜΥ και για την περίοδο για τρεις σταθμούς αντλήθηκαν ημερήσια δεδομένα από την κλιματική βάση European Climate Assessment and Dataset, που υποστηρίζεται από το European Climate Support Network ( Τα δεδομένα αυτά ελέγχθηκαν ποιοτικά και στη συνέχεια υπολογίσθηκαν οι μέσες μηνιαίες τιμές. Επίσης, υπολογίσθηκαν οι τάσεις της μέσης θερμοκρασίας για τον μετεωρολογικό σταθμό του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. 14

16 Πίνακας VII: σταθμοί για τον υπολογισμό των τάσεων της μέγιστης και της ελάχιστης θερμοκρασίας Σταθμός Χρονοσειρά δεδομένων Πηγή δεδομένων Α.Π.Θ Μετεωροσκοπείο Α.Π.Θ. Αγρίνιο ΕΜΥ Αγχίαλος ΕΜΥ Αλεξανδρούπολη ΕΜΥ Άραξος ΕΜΥ Ελληνικό ΕΜΥ Ηράκλειο ΕΜΥ ECA&D Ιεράπετρα ΕΜΥ Ιωάννινα ΕΜΥ Καλαμάτα ΕΜΥ Κέρκυρα ΕΜΥ Κοζάνη ΕΜΥ Κύθηρα ΕΜΥ Λάρισα ΕΜΥ Λήμνος ΕΜΥ Μεθώνη ΕΜΥ ECA&D Μήλος ΕΜΥ Μυτιλήνη ΕΜΥ Ν.Φιλαδέλφεια ΕΜΥ Νάξος ΕΜΥ Πειραιάς ΕΜΥ Ρόδος ΕΜΥ Σάμος ΕΜΥ ECA&D Σκύρος ΕΜΥ Τατόι ΕΜΥ Τρίπολη ΕΜΥ Χίος ΕΜΥ 15

17 3. ΤΕΚΜΗΡΙΩΣΗ ΤΩΝ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Στο κεφάλαιο αυτό περιγράφονται τα δεδομένα που παρήχθησαν από την προεπεξεργασία των δορυφορικών δεδομένων και τα οποία συμπεριλαμβάνονται στη βάση κλιματικών και κοινωνικοοικονομικών δεδομένων «Γεώκλιμα». Τα δεδομένα αυτά καλύπτουν τον ευρύτερο Ελληνικό χώρο (Σχήμα 3) και πιο συγκεκριμένα, την περιοχή που εκτίνεται από 19 έως 31 δυτικό γεωγραφικό μήκος, και από 34 έως 42 βόρειο γεωγραφικό πλάτος. Στην περιοχή αυτή περιλαμβάνονται όλη η ελληνική επικράτεια, έως και τη νήσο Στρογγύλη στις 29.6 ανατολικό γεωγραφικό πλάτος. Τα δορυφορικά δεδομένα προέρχονται από πληθώρα διαφορετικών πηγών με αποτέλεσμα τόσο η χωρική ανάλυση όσο και το καλυπτόμενο χρονικό διάστημα να διαφέρει μεταξύ των δεδομένων. Ορισμένα από αυτά συμπεριλήφθησαν στη βάση όπως ακριβώς ελήφθησαν από τον εκάστοτε πάροχο χωρίς καμία περαιτέρω επεξεργασία. Τα περισσότερα όμως υπεβλήθησαν σε επεξεργασία η οποία περιγράφεται αναλυτικά στην Έκθεση για την Προεπεξεργασία των Δεδομένων (Παραδοτέο Π1.2). Συνοπτικά, η επεξεργασία αυτή αποτελείται από το μέρος της εξαγωγής των επιθυμητών μεγεθών (πρωτογενή δεδομένα) από πολυπληροφοριακά προϊόντα στα οποία συμπεριλαμβάνονται, και από το μέρος του υπολογισμού μιας σειράς στατιστικών ανά σημείο πλέγματος τα οποία είναι και τα δευτερογενή δεδομένα που χρησιμοποιούνται στη βάση. Σχήμα 3: Η γεωγραφική περιοχή ενδιαφέροντος

18 Στις παραγράφους που ακολουθούν περιγράφονται το είδος και τα χαρακτηριστικά των δορυφορικών δεδομένων που συμπεριλαμβάνονται στη βάση, ενώ γίνεται και μια συνοπτική αναφορά στα πρωτογενή δεδομένα από τα οποία προέρχονται. 3.1 Βροχόπτωση α. Πηγή και γενικά χαρακτηριστικά των πρωτογενών δεδομένων Τα δεδομένα βροχόπτωσης προέρχονται από την βάση δεδομένων του προγράμματος Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM). Το πρόγραμμα αυτό αποτελεί μια συνεργασία των National Space Development Agency of Japan (JAXA) και της National Aeronautics and Space Administration (NASA). Περισσότερες πληροφορίες για το πρόγραμμα υπάρχουν στην ιστοσελίδα nasa.gov/. Τα πρωτογενή δεδομένα αποτελούνται από μηνιαίες τιμές μέσης ραγδαιότητας βροχής σε χιλιοστά ανά ώρα (mm/hr), καλύπτουν δε μια περίοδο περίπου 13.5 ετών, από τον Ιανουάριο του 1998 έως τον Μάιο του Παρέχονται σε στοιχεία πλέγματος, χωρικής ανάλυσης 0.25 ο x0.25 ο, δηλαδή κάθε στοιχείο του πλέγματος έχει πλευρά ίση με 0.25 o. Με δεδομένη την συνολική έκταση της καλυπτόμενης περιοχής, ο ολικός αριθμός των στοιχείων πλέγματος ανέρχεται σε β. Προεπεξεργασία Μετά από την προεπεξεργασία των πρωτογενών δεδομένων μέσης μηνιαίας ραγδαιότητας βροχής υπολογίστηκαν τα εξής: Κανονικές, μηνιαίες, εποχικές και ετήσιες τιμές ολικού ύψους βροχής ανά στοιχείο πλέγματος. Μέγιστες και ελάχιστες μηνιαίες, εποχικές και ετήσιες τιμές ολικού ύψους βροχής ανά στοιχείο πλέγματος. Τιμές γραμμικής τάσης και σημαντικότητα αυτής ανά στοιχείο πλέγματος, για τις χρονοσειρές μηνιαίων, εποχικών και ετησίων τιμών. γ. Χρονική περίοδος Η ακριβής χρονική περίοδος από τα δεδομένα της οποίας υπολογίζονται οι κανονικές τιμές και τα αντίστοιχα στατιστικά εξαρτάται από τον συγκεκριμένο μήνα ή εποχή. Όσον αφορά ειδικά την βροχόπτωση, υπενθυμίζεται ότι το υδρολογικό έτος ξεκινά τον Σεπτέμβριο του προηγούμενου έτους και ολοκληρώνεται τον Αύγουστο του ονομαστικού έτους (πχ το ολικό ύψος βροχής του 2004 είναι το άθροισμα των υψών από το Σεπτέμβριο του 2003 έως τον Αύγουστο του 2004). Στον πίνακα VIII παρουσιάζεται η χρονική περίοδος που καλύπτουν τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό των κανονικών τιμών και στατιστικών για κάθε μήνα, εποχή και το έτος. 17

19 Πίνακας VIII. Χρονική περίοδος που καλύπτουν τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό των κανονικών τιμών του ολικού ύψους υετού και των στατιστικών για κάθε μήνα, εποχή και το έτος Μήνας, εποχή ή έτος Περίοδος Μήνας, εποχή ή έτος Περίοδος Ιανουάριος Νοέμβριος Φεβρουάριος Δεκέμβριος Μάρτιος Απρίλιος Χειμώνας Μάιος Άνοιξη Ιούνιος Καλοκαίρι Ιούλιος Φθινόπωρο Αύγουστος Σεπτέμβριος Έτος Οκτώβριος δ. Χαρακτηριστικά Τα δευτερογενή δεδομένα παρέχονται στα ίδια με τα δεδομένα εισόδου στοιχεία πλέγματος, διαστάσεων 0.25 ο x0.25 ο το καθένα. Το στοιχείο στην νότια και δυτική γωνία του πλέγματος εκτείνεται από 34 ο έως ο βόρειο γεωγραφικό πλάτος, και από 19 ο έως ο ανατολικό γεωγραφικό μήκος. Η τιμή λοιπόν του μελετώμενου μεγέθους για το συγκεκριμένο στοιχείο μπορεί να αποδοθεί στη γεωγραφική θέση με συντεταγμένες ( ο Ε, ο Ν). Στο σχήμα 4 παρουσιάζονται τα γεωγραφικά όρια (γωνίες) των στοιχείων πλέγματος. Επομένως ο ολικός αριθμός των στοιχείων πλέγματος παραμένει ίσος με Ο τύπος των δεδομένων είναι ASCII, με γενικό όνομα Mon.PrecipitationStats.dat όπου Mon ο μήνας (Jan/Feb/Mar/Apr/May/Jun/Jul/Oct/Nov/Dec), η εποχή (Win/Spr/Sum/Aut) ή το έτος (Year). Έτσι για παράδειγμα το αρχείο Jan.PrecipitaionStats.dat περιέχει τα δευτερογενή δεδομένα και στατιστικά του Ιανουαρίου. H μορφή κάθε γραμμής των αρχείων αυτών είναι: 1. (1 έως 6) γεωγραφικό πλάτος με 3 δεκαδικά 2. (7 έως 13) κενό 3. (14 έως 19) γεωγραφικό μήκος με 3 δεκαδικά 4. (20 έως 27) κενό 5. (28 έως 32) κανονική τιμή ολικού ύψους υετού με 1 δεκαδικό (σε χιλιοστά) 6. (33 έως 40) κενό 7. (41 έως 45) μέγιστη τιμή ολικού ύψους υετού με 1 δεκαδικό (σε χιλιοστά) 8. (46 έως 55) κενό 18

20 9. (56 έως 59) ελάχιστη τιμή ολικού ύψους υετού με 1 δεκαδικό (σε χιλιοστά) 10. (60 έως 65) κενό 11. (66 έως 71) γραμμική τάση του ολικού ύψους υετού με 3 δεκαδικά (σε χιλιοστά ανά έτος) 12. (72 έως 79) κενό 13. (80 έως 82) Στατιστική σημαντικότητα της γραμμικής τάσης σε επίπεδο 95% Παράδειγμα μιας γραμμής αποτελεί η #######19.125######### 20.3########100.1###########.0########.187########No# όπου το σύμβολο «#» αντιπροσωπεύει ένα κενό, είναι το γεωγραφικό πλάτος, το γεωγραφικό μήκος και 20.3 είναι το κανονικό ολικό ύψος βροχής για τον συγκεκριμένο μήνα και σημείο πλέγματος, η μέγιστη τιμή ύψους βροχής,.0 η ελάχιστη τιμή ύψους βροχής,.187 η γραμμική τάση (mm/year) και No ο χαρακτηρισμός για τη σημαντικότητα της γραμμικής τάσης για το συγκεκριμένο σημείο του πλέγματος. Είναι προφανές ότι ο χαρακτηρισμός No σημαίνει ότι η υπολογισθείσα γραμμική τάση είναι στατιστικώς μησημαντική σε επίπεδο 95%, ενώ ο χαρακτηρισμός των στατιστικώς σημαντικών γραμμικών τάσεων είναι Yes. Των γραμμών δεδομένων, προηγούνται 5 γραμμές κεφαλίδων (headers) που παρέχουν στοιχεία σχετικά με το πλέγμα, την καλυπτόμενη περίοδο, το όνομα του προϊόντος κλπ. Το μέγεθος έκαστου αρχείου είναι περίπου 155KB. Σχήμα 4: Τα στοιχεία πλέγματος των δεδομένων βροχόπτωσης TRMM 19

21 3.2 Θερμοκρασία Επιφάνειας Εδάφους (Land Surface Temperature LST) α. Πηγή και γενικά χαρακτηριστικά των πρωτογενών δεδομένων Τα δεδομένα θερμοκρασίας επιφάνειας εδάφους (Land Surface Temperature LST) που χρησιμοποιούνται στο παρόν έργο προέρχονται από τα δορυφορικά δεδομένα του οργάνου MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) των δορυφόρων Terra και Aqua της NASA. Το προϊόν MODIS V5 LST/E Monthly L3 Global CMG product αποτελείται από μηνιαίες τιμές θερμοκρασίας επιφάνειας εδάφους (LST), σε σημεία πλέγματος χωρικής ανάλυσης 0.05 o x0.05 o. Το σύντομο όνομα του προϊόντος για τον Aqua είναι MYD11C3, ενώ το αντίστοιχο του δορυφόρου Terra είναι MOD11C3. Οι τιμές της LST δίνονται σε βαθμούς Κέλβιν ( o Κ) και καλύπτουν μια περίοδο περίπου 9 ετών, από τον Αύγουστο του 2002 έως το Δεκέμβριο του β. Προεπεξεργασία Μετά από την προεπεξεργασία των πρωτογενών δεδομένων μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας επιφάνειας εδάφους (LST) υπολογίστηκαν τα εξής: α. Κανονικές, μηνιαίες, εποχικές και ετήσιες τιμές LST ανά στοιχείο πλέγματος. β. Μέγιστες και ελάχιστες μηνιαίες, εποχικές και ετήσιες τιμές LST ανά στοιχείο πλέγματος. γ. Τιμές γραμμικής τάσης και σημαντικότητα αυτής ανά στοιχείο πλέγματος, για τις χρονοσειρές μηνιαίων, εποχικών και ετησίων τιμών. Τα παραπάνω μεγέθη υπολογίζονται τόσο για την ημερήσια όσο και την νυχτερινή διέλευση των δορυφόρων Aqua και Terra. Η ακριβής χρονική στιγμή της ημερήσιας ή νυχτερινής παρατήρησης εξαρτάται από την στιγμή σάρωσης της μελετώμενης περιοχής από τον εκάστοτε δορυφόρο. Λόγω όμως του γεγονότος ότι οι δορυφόροι Aqua και Terra είναι ηλιοσύγχρονοι, οι ώρες σάρωσης κάθε περιοχής είναι σχετικά σταθερές, παρουσιάζοντας μικρές περιοδικές μετατοπίσεις. Κάθε ένας από τους δορυφόρους ολοκληρώνει μια πλήρη μετατόπιση της τροχιάς του μέσα σε περίπου 16 ημέρες. Ο δορυφόρος Aqua διέρχεται πάνω από τον Ελληνικό χώρο περίπου στις 00:30 και στις 11:30 UTC (νυχτερινή και ημερήσια διέλευση Aqua), ενώ ο Terra στις 09:30 και 20:30 UTC (ημερήσια και νυχτερινή διέλευση Terra). Τελικώς λοιπόν προκύπτουν κανονικές τιμές και στατιστικά για τέσσερα μεγέθη, τα οποία είναι η LST ημέρας του Aqua (11:30 UTC), η LST νύχτας του Aqua (00:00UTC), η LST ημέρας του Terra (09:30UTC) και η LST νύχτας του Terra (20:30UTC). γ. Χρονική περίοδος Η ακριβής χρονική περίοδος από τα δεδομένα της οποίας υπολογίζονται οι κανονικές τιμές και τα αντίστοιχα στατιστικά εξαρτάται από τον συγκεκριμένο μήνα ή εποχή. Επιλέχθηκε οι καλυπτόμενες χρονικές περίοδοι να είναι οι ίδιες και για τα τέσσερα μεγέθη (LST ημέρας και νύχτας των Aqua και Terra) έτσι ώστε αυτά να είναι συγκρίσιμα. Στον 20

22 πίνακα IX παρουσιάζεται η χρονική περίοδος που καλύπτουν τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό των κανονικών τιμών και στατιστικών για κάθε μήνα, εποχή και το έτος. Πίνακας IX. Χρονική περίοδος που καλύπτουν τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό των κανονικών τιμών της μέσης θερμοκρασίας επιφάνειας (LST) και στατιστικών για κάθε μήνα, εποχή και το έτος Μήνας, εποχή ή έτος Περίοδος Μήνας, εποχή ή έτος Περίοδος Ιανουάριος Νοέμβριος Φεβρουάριος Δεκέμβριος Μάρτιος Απρίλιος Χειμώνας Μάιος Άνοιξη Ιούνιος Καλοκαίρι Ιούλιος Φθινόπωρο Αύγουστος Σεπτέμβριος Έτος Οκτώβριος δ. Χαρακτηριστικά Τα δευτερογενή δεδομένα παρέχονται στα ίδια με τα δεδομένα εισόδου στοιχεία πλέγματος, διαστάσεων 0.05 ο x0.05 ο το καθένα, δηλαδή κάθε στοιχείο του πλέγματος έχει πλευρά ίση με 0.05 o. Το στοιχείο στην νότια και δυτική γωνία της περιοχής του πλέγματος που μας ενδιαφέρει εκτείνεται από 34 ο έως ο βόρειο γεωγραφικό πλάτος, και από 19 ο έως ο ανατολικό γεωγραφικό μήκος. Η τιμή λοιπόν του μελετώμενου μεγέθους για το συγκεκριμένο στοιχείο μπορεί να αποδοθεί στη γεωγραφική θέση με συντεταγμένες ( ο Ε, ο Ν). Με δεδομένη την συνολική έκταση της καλυπτόμενης περιοχής, ο ολικός αριθμός των στοιχείων πλέγματος ανέρχεται σε Τα δεδομένα των δύο δορυφόρων (Terra και Aqua) δίνονται σε ξεχωριστά αρχεία. Ο τύπος των δεδομένων είναι ASCII, με γενικό όνομα Mon_LST_SP_Stats.dat όπου Mon ο μήνας (Jan/Feb/Mar/Apr/May/Jun/Jul/ Oct/Nov/Dec), η εποχή (Win/Spr/Sum/Aut) ή το έτος (Yea), S ο δορυφόρος Terra ή Aqua (T/A) και P η ημερησία ή νυχτερινή διέλευση (D/N). Έτσι για παράδειγμα το αρχείο Jan_LST_AD_Stats.dat περιέχει τα δευτερογενή δεδομένα και στατιστικά του Ιανουαρίου για την ημερήσια διέλευση του δορυφόρου Aqua. H μορφή κάθε γραμμής των αρχείων αυτών είναι: 1. (1 έως 6) γεωγραφικό πλάτος με 3 δεκαδικά 2. (7 έως 13) κενό 3. (14 έως 19) γεωγραφικό μήκος με 3 δεκαδικά 21

23 4. (20 έως 22) κενό 5. (23 έως 29) κανονική τιμή LST με 2 δεκαδικά (σε βαθμούς Κελσίου) 6. (30 έως 35) κενό 7. (36 έως 41) μέγιστη τιμή LST με 2 δεκαδικά (σε βαθμούς Κελσίου) 8. (41 έως 46) κενό 9. (47 έως 53) ελάχιστη τιμή LST με 2 δεκαδικά (σε βαθμούς Κελσίου) 10. (54 έως 61) κενό 11. (62 έως 69) γραμμική τάση LST με 2 δεκαδικά (σε βαθμούς Κελσίου ανά έτος) 12. (69 έως 79) κενό 13. (80 έως 82) Στατιστική σημαντικότητα της γραμμικής τάσης σε επίπεδο 95% Παράδειγμα μιας γραμμής αποτελεί η #######19.075#####19.01#######21.51#######16.03############.08########## No# όπου το σύμβολο «#» αντιπροσωπεύει ένα κενό, είναι το γεωγραφικό πλάτος, το γεωγραφικό μήκος και είναι η κανονική LST για τον συγκεκριμένο μήνα και σημείο πλέγματος, η μέγιστη τιμή LST, η ελάχιστη τιμή LST,.08 η γραμμική τάση σε βαθμούς Κελσίου ανά έτος (deg/year) και No ο χαρακτηρισμός για τη σημαντικότητα της γραμμικής τάσης για το συγκεκριμένο σημείο του πλέγματος. Είναι προφανές ότι ο χαρακτηρισμός No σημαίνει ότι η υπολογισθείσα γραμμική τάση είναι στατιστικώς μη σημαντική σε επίπεδο 95%, ενώ ο χαρακτηρισμός των στατιστικώς σημαντικών γραμμικών τάσεων είναι Yes. Όταν για οποιοδήποτε λόγο δεν υπάρχει διαθέσιμη τιμή LST για ένα στοιχείο πλέγματος (πχ το στοιχείο βρίσκεται μέσα στη θάλασσα), τότε σε αυτό δίνεται η τιμή (Fill Value). Σε αυτή την περίπτωση δεν υπολογίζεται σημαντικότητα, οπότε στην αντίστοιχη θέση εμφανίζεται παύλα ( ). Των γραμμών δεδομένων προηγούνται 5 γραμμές κεφαλίδων (headers) που παρέχουν στοιχεία σχετικά με το πλέγμα, την καλυπτόμενη περίοδο, το όνομα του προϊόντος κλπ. Το μέγεθος έκαστου αρχείου είναι περίπου 3.7ΜB. 3.3 Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (Normalized Difference Vegetation Index NDVI) α. Πηγή και γενικά χαρακτηριστικά των πρωτογενών δεδομένων Τα δεδομένα του δείκτη NDVI (Nomralized Difference Vegetation Index) υπολογίζονται από τα δορυφορικά δεδομένα του οργάνου MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) του δορυφόρου Aqua της NASA. Οι τιμές του δείκτη εξήφθησαν από τα δεδομένα της ημερήσιας διέλευσης του δορυφόρου Aqua, λόγω της εγγύτητας της συγκεκριμένης σάρωσης προς την μεσουράνηση του ήλιου στην Ελληνική περιοχή (11:30UTC). Το προϊόν MODIS VI monthly 0.05 deg Vegetation Index product περιέχει 22

24 μεταξύ άλλων τις μηνιαίες τιμές του δείκτη βλάστησης NDVI, σε στοιχεία πλέγματος χωρικής ανάλυσης 0,05 o x0,05 o. Το σύντομο όνομα του προϊόντος είναι MYD13C2. Τα χρησιμοποιούμενα δεδομένα μηνιαίων τιμών NDVI καλύπτουν μια περίοδο 10 ετών και εκτείνονται από τον Ιούλιο του 2002 έως τον Ιούνιο του β. Προεπεξεργασία Μετά από την προεπεξεργασία των πρωτογενών δεδομένων μέσων μηνιαίων τιμών του δείκτη NDVI υπολογίστηκαν τα εξής: α. Κανονικές, μηνιαίες, εποχικές και ετήσιες τιμές NDVI ανά στοιχείο πλέγματος. β. Μέγιστες και ελάχιστες μηνιαίες, εποχικές και ετήσιες τιμές NDVI ανά στοιχείο πλέγματος. γ. Τιμές γραμμικής τάσης και σημαντικότητα αυτής ανά στοιχείο πλέγματος, για τις χρονοσειρές μηνιαίων, εποχικών και ετησίων τιμών. γ. Χρονική περίοδος Η ακριβής χρονική περίοδος από τα δεδομένα της οποίας υπολογίζονται οι κανονικές τιμές και τα αντίστοιχα στατιστικά εξαρτάται από τον συγκεκριμένο μήνα ή εποχή. Στον πίνακα X παρουσιάζεται η χρονική περίοδος που καλύπτουν τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό των κανονικών τιμών και στατιστικών για κάθε μήνα, εποχή και το έτος. Πίνακας X. Χρονική περίοδος που καλύπτουν τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό των κανονικών τιμών του κανονικοποιημένου δείκτη βλάστησης (NDVI) και στατιστικών για κάθε μήνα, εποχή και το έτος Μήνας, εποχή ή Περίοδος Μήνας, εποχή ή έτος Περίοδος έτος Ιανουάριος Νοέμβριος Φεβρουάριος Δεκέμβριος Μάρτιος Απρίλιος Χειμώνας Μάιος Άνοιξη Ιούνιος Καλοκαίρι Ιούλιος Φθινόπωρο Αύγουστος Σεπτέμβριος Έτος Οκτώβριος δ. Χαρακτηριστικά Τα δευτερογενή δεδομένα παρέχονται στα ίδια με τα δεδομένα εισόδου στοιχεία πλέγματος, διαστάσεων 0.05 ο x0.05 ο το καθένα, δηλαδή κάθε στοιχείο του πλέγματος έχει πλευρά ίση με 0.05 o. Το στοιχείο στην νότια και δυτική γωνία της περιοχής του πλέγματος 23

25 που μας ενδιαφέρει εκτείνεται από 34 ο έως ο βόρειο γεωγραφικό πλάτος, και από 19 ο έως ο ανατολικό γεωγραφικό μήκος. Η τιμή λοιπόν του μελετώμενου μεγέθους για το συγκεκριμένο στοιχείο μπορεί να αποδοθεί στη γεωγραφική θέση με συντεταγμένες ( ο Ε, ο Ν). Με δεδομένη την συνολική έκταση της καλυπτόμενης περιοχής, ο ολικός αριθμός των στοιχείων πλέγματος ανέρχεται σε Ο τύπος των δεδομένων είναι ASCII, με γενικό όνομα Mon.NDVIStats.dat όπου Mon ο μήνας (Jan/Feb/Mar/Apr/May/Jun/Jul/Oct/Nov/Dec), η εποχή (Win/Spr/ Sum/Aut) ή το έτος (Yea). Έτσι για παράδειγμα το αρχείο Win.NDVIStats.dat περιέχει τα δευτερογενή δεδομένα και στατιστικά του χειμώνα του δείκτη NDVI. H μορφή κάθε γραμμής των αρχείων αυτών είναι: 1. (1 έως 6) γεωγραφικό μήκος με 3 δεκαδικά 2. (7 έως 13) κενό 3. (14 έως 19) γεωγραφικό πλάτος με 3 δεκαδικά 4. (20 έως 22) κενό 5. (23 έως 31) κανονική τιμή NDVI με 5 δεκαδικά (χωρίς μονάδες) 6. (32 έως 34) κενό 7. (35 έως 43) μέγιστη τιμή LST με 5 δεκαδικά (χωρίς μονάδες) 8. (44 έως 46) κενό 9. (46 έως 55) ελάχιστη τιμή LST με 5 δεκαδικά (χωρίς μονάδες) 10. (56 έως 59) κενό 11. (60 έως 68) γραμμική τάση LST με 2 δεκαδικά (χωρίς μονάδες ανά έτος) 12. (69 έως 76) κενό 13. (87 έως 79) Στατιστική σημαντικότητα της γραμμικής τάσης σε επίπεδο 95% Παράδειγμα μιας γραμμής αποτελεί η #######38.325###### ######.46310######.36110#######.00721########No# όπου το σύμβολο «#» αντιπροσωπεύει ένα κενό, είναι το γεωγραφικό μήκος, το γεωγραφικό πλάτος και είναι η κανονική τιμή NDVI για τον συγκεκριμένο μήνα και σημείο πλέγματος, η μέγιστη τιμή, η ελάχιστη τιμή, η γραμμική τάση ανά έτος ( /year) και No ο χαρακτηρισμός για τη σημαντικότητα της γραμμικής τάσης για το συγκεκριμένο σημείο του πλέγματος. Είναι προφανές ότι ο χαρακτηρισμός No σημαίνει ότι η υπολογισθείσα γραμμική τάση είναι στατιστικώς μη σημαντική σε επίπεδο 95%, ενώ ο χαρακτηρισμός των στατιστικώς σημαντικών γραμμικών τάσεων είναι Yes. Όταν για οποιοδήποτε λόγο δεν υπάρχει διαθέσιμη τιμή LST για ένα στοιχείο πλέγματος (πχ το στοιχείο βρίσκεται μέσα στη θάλασσα), τότε σε αυτό δίνεται η τιμή (Fill Value). Σε αυτή την περίπτωση δεν υπολογίζεται σημαντικότητα, οπότε στην αντίστοιχη θέση εμφανίζεται παύλα ( ). Των γραμμών δεδομένων προηγούνται 5 γραμμές κεφαλίδων (headers) που παρέχουν στοιχεία σχετικά με το πλέγμα, την καλυπτόμενη περίοδο, το όνομα του προϊόντος κλπ. Το μέγεθος έκαστου αρχείου είναι περίπου 3,8ΜB. 24

26 3.4 Κλάσμα Νέφωσης του MODIS α. Πηγή και γενικά χαρακτηριστικά των πρωτογενών δεδομένων Τα δεδομένα κλάσματος νέφωσης (Cloud Fraction) που συμπεριλαμβάνονται στη βάση προέρχονται από τα δορυφορικά δεδομένα του οργάνου MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) του δορυφόρου Terra της NASA. Το προϊόν MODIS/Terra Atmosphere Level 3 Monthly Gridded Product περιέχει, μεταξύ άλλων, μηνιαίες τιμές κλάσματος νεφοκάλυψης (Cloud Fraction) σε δέκατα που δίνονται σε σημεία πλέγματος χωρικής ανάλυσης 1 o x1 o. Το σύντομο όνομα του προϊόντος είναι MYD08_M3. Τα δεδομένα κλάσματος νέφωσης του MODIS καλύπτουν μια περίοδο περίπου 12 ετών, από τον Μάρτιο του 2000 έως τον Ιανουάριο του β. Προεπεξεργασία Μετά από την προεπεξεργασία των πρωτογενών δεδομένων μέσης μηνιαίας τιμής του κλάσματος νέφωσης υπολογίστηκαν τα εξής: α. Κανονικές, μηνιαίες, εποχικές και ετήσιες τιμές κλάσματος νέφωσης ανά στοιχείο πλέγματος. β. Μέγιστες και ελάχιστες μηνιαίες, εποχικές και ετήσιες τιμές κλάσματος νέφωσης ανά στοιχείο πλέγματος. γ. Τιμές γραμμικής τάσης και σημαντικότητα αυτής ανά στοιχείο πλέγματος, για τις χρονοσειρές μηνιαίων, εποχικών και ετησίων τιμών. γ. Χρονική περίοδος Η ακριβής χρονική περίοδος από τα δεδομένα της οποίας υπολογίζονται οι κανονικές τιμές και τα αντίστοιχα στατιστικά εξαρτάται από τον συγκεκριμένο μήνα ή εποχή. Στον πίνακα XI παρουσιάζεται η χρονική περίοδος που καλύπτουν τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό των κανονικών τιμών και στατιστικών για κάθε μήνα, εποχή και το έτος. Πίνακας XI. Χρονική περίοδος που καλύπτουν τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό των κανονικών τιμών του κλάσματος νέφωσης και στατιστικών για κάθε μήνα, εποχή και το έτος Μήνας, εποχή ή Περίοδος Μήνας, εποχή ή έτος Περίοδος έτος Ιανουάριος Νοέμβριος Φεβρουάριος Δεκέμβριος Μάρτιος Απρίλιος Χειμώνας Μάιος Άνοιξη Ιούνιος Καλοκαίρι Ιούλιος Φθινόπωρο Αύγουστος Σεπτέμβριος Έτος Οκτώβριος

27 δ. Χαρακτηριστικά Τα δευτερογενή δεδομένα παρέχονται στα ίδια με τα δεδομένα εισόδου στοιχεία πλέγματος, διαστάσεων 1 ο x1 ο το καθένα. Το στοιχείο στην νότια και δυτική γωνία της περιοχής του πλέγματος που μας ενδιαφέρει εκτείνεται από 34 ο έως 35 ο βόρειο γεωγραφικό πλάτος, και από 19 ο έως 20 ο ανατολικό γεωγραφικό μήκος. Η τιμή λοιπόν του μελετώμενου μεγέθους για το συγκεκριμένο στοιχείο μπορεί να αποδοθεί στη γεωγραφική θέση με συντεταγμένες (19.5 ο Ε, 34.5 ο Ν). Στο σχήμα 5 παρουσιάζονται τα γεωγραφικά όρια (γωνίες) των στοιχείων πλέγματος. Με δεδομένη την συνολική έκταση της καλυπτόμενης περιοχής, ο ολικός αριθμός των κομβικών στοιχείων ανέρχεται σε 96. Ο τύπος των δεδομένων είναι ASCII, με γενικό όνομα Mon_CF_Stats.dat όπου Mon ο μήνας (Jan/Feb/Mar/Apr/May/Jun/Jul/Oct/Nov/Dec), η εποχή (Win/Spr/ Sum/Aut) ή το έτος (Yea). Έτσι για παράδειγμα το αρχείο Yea_CF_Stats.dat περιέχει τα δευτερογενή δεδομένα και στατιστικά του έτους του κλάσματος νέφωσης. H μορφή κάθε γραμμής των αρχείων αυτών είναι: 1. (1 έως 6) γεωγραφικό πλάτος με 3 δεκαδικά 2. (7 έως 13) κενό 3. (14 έως 19) γεωγραφικό μήκος με 3 δεκαδικά 4. (20 έως 24) κενό 5. (25 έως 28) κανονική τιμή κλάσματος νέφωσης με 2 δεκαδικά (σε όγδοα) 6. (29 έως 35) κενό 7. (36 έως 39) μέγιστη τιμή κλάσματος νέφωσης με 2 δεκαδικά (σε όγδοα) 8. (40 έως 47) κενό 9. (48 έως 51) ελάχιστη τιμή κλάσματος νέφωσης με 2 δεκαδικά (σε όγδοα) 10. (52 έως 60) κενό 11. (61 έως 64) γραμμική τάση κλάσματος νέφωσης με 2 δεκαδικά (σε όγδοα ανά έτος) 12. (65 έως 77) κενό 13. (78 έως 80) Στατιστική σημαντικότητα της γραμμικής τάσης σε επίπεδο 95% Παράδειγμα μιας γραμμής αποτελεί η #######19.500#####4.61 #######5.78########2.51#########.07#############No# όπου το σύμβολο «#» αντιπροσωπεύει ένα κενό, είναι το γεωγραφικό πλάτος, το γεωγραφικό μήκος και 4.61 είναι η κανονική τιμή κλάσματος νέφωσης, 5.78 η μέγιστη τιμή κλάσματος νέφωσης για τον συγκεκριμένο μήνα και σημείο πλέγματος, 2.51 η ελάχιστη τιμή,.07 η γραμμική τάση ανά έτος (eights/year) και No ο χαρακτηρισμός για τη σημαντικότητα της γραμμικής τάσης για το συγκεκριμένο σημείο του πλέγματος. Είναι προφανές ότι ο χαρακτηρισμός No σημαίνει ότι η γραμμική υπολογισθείσα γραμμική τάση είναι στατιστικώς μη σημαντική σε επίπεδο 95%, ενώ ο χαρακτηρισμός των στατιστικώς σημαντικών γραμμικών τάσεων είναι Yes. Των γραμμών δεδομένων προηγούνται 5 γραμμές κεφαλίδων (headers) που παρέχουν στοιχεία σχετικά με το πλέγμα, 26

28 την καλυπτόμενη περίοδο, το όνομα του προϊόντος κλπ. Το μέγεθος έκαστου αρχείου είναι περίπου 10KB. Σχήμα 5: Τα στοιχεία πλέγματος των δεδομένων κλάσματος νέφωσης του MODIS 3.5 Δείκτης Αστάθειας Lifted Index του MODIS α. Πηγή και γενικά χαρακτηριστικά των πρωτογενών δεδομένων Τα δεδομένα του δείκτη αστάθειας Lifted Index (LI) που συμπεριλαμβάνονται στη βάση προέρχονται από τα δορυφορικά δεδομένα του οργάνου MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) του δορυφόρου Terra της NASA. Το προϊόν MODIS/Terra Atmosphere Level 3 Monthly Gridded Product περιέχει, μεταξύ άλλων, μηνιαίες τιμές του δείκτη LI σε βαθμούς Κέλβιν που δίνονται σε σημεία πλέγματος χωρικής ανάλυσης 1 o x1 o. Το σύντομο όνομα του προϊόντος είναι MYD08_M3. Τα δεδομένα κλάσματος νέφωσης του MODIS καλύπτουν μια περίοδο περίπου 12 ετών, από τον Μάρτιο του 2000 έως τον Ιανουάριο του β. Προεπεξεργασία Μετά από την προεπεξεργασία των πρωτογενών δεδομένων μέσων μηνιαίων τιμών του δείκτη LI υπολογίστηκαν τα εξής: α. Κανονικές, μηνιαίες, εποχικές και ετήσιες τιμές LI ανά στοιχείο πλέγματος. β. Μέγιστες και ελάχιστες μηνιαίες, εποχικές και ετήσιες τιμές LI ανά στοιχείο πλέγματος. 27