Υδροµετεωρολογία. Κλιµατολογία και κλιµατική αλλαγή. Νίκος Μαµάσης και ηµήτρης Κουτσογιάννης

Transcript

1 Υδροµετεωρολογία Κλιµατολογία και κλιµατική αλλαγή Νίκος Μαµάσης και ηµήτρης Κουτσογιάννης Τοµέας Υδατικών Πόρων Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Αθήνα 21 ΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: Κλιµατολογία και κλιµατική αλλαγή ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΛΙΜΑΤΙΚΟΙ ΕΙΚΤΕΣ ΚΛΙΜΑΤΙΚΕΣ ΚΑΤΑΤΑΞΕΙΣ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEN ΤΟ ΚΛΙΜΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑ ΑΣ ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ Υ ΡΟΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ ΙΑΘΕΣΙΜΑ Ε ΟΜΕΝΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ 1

2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Βασικοί ορισµοί Κλίµα (Climate). Η σύνθεση των στοιχείων του καιρού για ένα µακρό χρονικό διάστηµα. Κλιµατολογία (Climatology). Η επιστήµη που ασχολείται µε την µελέτη των κλιµάτων (αίτια, µεταβολές, κατανοµές, τύποι κλπ). Κλιµατική αλλαγή (Climatic change). Σηµαντική µεταβολή που παρατηρείται στο κλίµα µιας περιοχής µεταξύ δυο περιόδων αναφοράς. Κλιµατικό στοιχείο (Climatic element). Οποιαδήποτε από τις ιδιότητες ή συνθήκες της ατµόσφαιρας οι οποίες από κοινού καθορίζουν τη φυσική κατάσταση του καιρού ή του κλίµατος δεδοµένου τόπου για οποιαδήποτε συγκεκριµένη στιγµή ή χρονική περίοδο. Κλιµατική περιοχή (Climatic region). Περιοχή στην οποία επικρατεί ένα σχετικά οµοιόµορφο κλίµα, σύµφωνα µε ειδικά κριτήρια. Κλιµατική ταξινόµηση (Climatic classification) ιαίρεση των κλιµάτων της γης σε ένα παγκόσµιο σύστηµα συνεχόµενων περιοχών, καθεµιά από τις οποίες ορίζεται από σχετική οµοιογένεια στα κλιµατικά στοιχεία. Κλιµατικός τύπος (Climatic type) Το κλίµα µιας περιοχής όταν χαρακτηρίζεται από µια σειρά µέσων και ετήσιων δεικτών της θερµοκρασίας, της βροχόπτωσης και άλλων κλιµατικών στοιχείων. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Κλάδοι της κλιµατολογίας υναµική (Dynamical). Στατιστική ανάλυση των µετρήσεων των κλιµατικών µεταβλητών µε στόχο την ερµηνεία των διακυµάνσεων του κλίµατος και την ανίχνευση µακροχρόνιων κλιµατικών µεταβολών ή τάσεων. Συνοπτική (Synoptic). Βασίζεταιστιςδιεργασίεςτηςγενικήςκυκλοφορίας της ατµόσφαιρας (συνοπτικές διεργασίες). Γεωργική (Agricultural). Μελέτη της επίδρασης του κλίµατος στις γεωργικές δραστηριότητες. Αεροναυτική (Aeronautical). Εφαρµοσµένη κλιµατολογία που µελετά τα προβλήµατα της αεροναυτικής, όπως η επιλογή τοποθεσιών αεροδροµίων και των δροµολογίων των αεροσκαφών. Οικολογική (Ecological). Μελέτη της σχέσης µεταξύ ζωντανών οργανισµών και του κλιµατικού τους περιβάλλοντος. Περιλαµβάνει τη φυσιολογία της προσαρµογής των φυτών και των ζώων στο κλίµα καθώςκαι τη γεωγραφική κατανοµήτουςσεσχέσηµεαυτό. Βιοκλιµατολογία (Bioclimatology). Μελέτη των επιδράσεων του κλίµατος στουςζώντεςοργανισµούς. Παλαιοκλιµατολογία (Paleοclimatology). Η µελέτη του κλίµατος µιας παλαιότερης περιόδου, τα κύρια χαρακτηριστικά του οποίου µπορούν να εκτιµηθούν έµµεσα. 2

3 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Βασικοί κλιµατικοί τύποι Ηπειρωτικό (Continental). Παρουσιάζεται στο εσωτερικό µεγάλων ηπείρων και χαρακτηρίζεται από το µεγάλο εύρος της θερµοκρασίας σε ετήσια και ηµερήσια βάση. Θαλάσσιο (Maritime-marine). Παρουσιάζεται σε περιοχές που είναι κοντά στη θάλασσα και χαρακτηρίζεται από υψηλή σχετική υγρασία και από το µικρό εύρος της θερµοκρασίας σε ετήσια και ηµερήσια βάση. Μεσογειακό (Mediterranean). Παρουσιάζεται στη λεκάνη της Μεσογείου και χαρακτηρίζεται από θερµά-υγρά καλοκαίρια και βροχερούς χειµώνες. Ξηρό (Dry). Χαρακτηρίζεται από µικρή βροχόπτωση µε µεγάλη µεταβλητότητα Μουσωνικό (Monsoon). Παρουσιάζεται σε περιοχές που είναι εκτεθειµένες σε µουσώνες και χαρακτηρίζεται από ξηρούς χειµώνες και υγρά καλοκαίρια. Τούνδρας (Tundra). Τύπος κλίµατος που σχετίζεται µε βλάστησητύπου τούνδρας. Χαρακτηρίζεται από πολύ χαµηλές θερµοκρασίες για να ευνοηθεί η ανάπτυξη δέντρων, αλλά χωρίς µόνιµη παγοκάλυψηήχιονοκάλυψη. Στέπας (Steppe). Τύπος ηµιάνυδρου αλλά όχι ψυχρού κλίµατος που σχετίζεται µε χαµηλή βλάστηση (χορτάρι, διασκορπισµένοι θάµνοι και µικρά δένδρα). Ορεινό (Highlands). Κλίµα που ρυθµίζεται από τον παράγοντα του υψοµέτρου. Χαρακτηρίζεται από χαµηλή πίεση και έντονη ηλιακή ακτινοβολία ειδικότερα στην υπεριώδη περιοχή. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Παράγοντες που επιδρούν στο κλίµα ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟΥ ΙΣΟΖΥΓΙΟΥ υνητική ηλιοφάνεια Πραγµατική ηλιοφάνεια Εισερχόµενη ηλιακή ακτινοβολία ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ Ατµοσφαιρική πίεση Γενική ατµοσφαιρική κυκλοφορία Τοπικά συστήµατα ατµοσφαιρικής κυκλοφορίας ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΟΙ Γεωγραφικό πλάτος Κατανοµή ξηράς-θάλασσας Ανάγλυφο Εδαφοκάλυψη Θαλάσσια ρεύµατα 3

4 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ιακύµανση µηνιαίας θερµοκρασίας ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ (oc) KANANGA (ZAIRE) φ=5.88 o S, λ=22.4 o E, h=654m 3 ΕΤΟΣ: 23.6 ο C 2 1 ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ (oc) DUNDAS (GREENLAND-DENMARK) φ=76.59 o N, λ=68.8 o W 3 ΕΤΟΣ: -1.4 o C MINSK (ΛΕΥΚΟΡΩΣΙΑ) φ=53.87 o N, λ=27.5 o E 3 ΕΤΟΣ: 5.5 ο C BRASILIA (BRASIL) φ=.78 o S, λ=47.9 o W 3 ATHINAI (GREECE) φ=37.97 o N, λ=23.7 o E, h=17m ΕΤΟΣ: 17.8 o C ΕΤΟΣ: 2.6 ο C MELBOURNE (AUSTRALIA) φ=37.82 o S, λ=144.9 o E, h=35 m ΕΤΟΣ: 14.8 ο C DAKAR (SENEGAL) φ=14.73 o N, λ=17.5 o W, h=27m ΕΤΟΣ: 24.5 ο C ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ (oc) PUNTA ARENAS (CHILE) φ=53. o S, λ=7.8 o W 3 ΕΤΟΣ: 6.3 ο C 2 1 MCMURDO (ALL COUNTRIES) φ=77.84 o S, λ=166.6 o E 3 ΕΤΟΣ: o C LAGOS (NIGERIA) φ=6.58 o N, λ=3.3 o E, h=4m 3 ΕΤΟΣ: 26.5 ο C 2 1 ΚΛΙΜΑΤΙΚΟΙ ΕΙΚΤΕΣ Κύριες εξεταζόµενες παράµετροι Τ ε Μέση ετήσια θερµοκρασία σε ο C R ε Μέση ετήσια κατακρήµνιση σε mm φ Γεωγραφικό πλάτος σε µοίρες ( ο ) Τ ψ T θ ΗΘΕ ΕΘΕ Μέση θερµοκρασία του ψυχρότερου µήνα σε ο C Μέση θερµοκρασία του θερµότερου µήνα σε ο C Ηµερήσιο Θερµοκρασιακό Εύρος. Ηδιαφοράµεταξύ της µεγαλύτερης και µικρότερης θερµοκρασίας αέρα σε ένα 24ωρο Ετήσιο Θερµοκρασιακό Εύρος. Ηδιαφοράµεταξύ της µέσης θερµοκρασίας του θερµότερου και ψυχρότερου µήνα 4

5 είκτης ηπειρωτικότητας (Johansson) κ=17*εθε/ηµφ <κ<33 θαλάσσιο, 34<κ<66 ηπειρωτικό 67<κ<1 εξαιρετικά ηπειρωτικό είκτης ηπειρωτικότητας (Κerner) κ=1(t o -T α )/EΘΕ όπου: Τ ο Τ α ΚΛΙΜΑΤΙΚΟΙ ΕΙΚΤΕΣ µέση θερµοκρασία Οκτωβρίου και µέση θερµοκρασία Απριλίου για µικρέςήαρνητικέςτιµές του κ το κλίµα χαρακτηρίζεται ηπειρωτικό για µεγάλες τιµές του κ το κλίµα χαρακτηρίζεται θαλάσσιο είκτης ξηρότητας (de Martone) Ετήσιος δείκτης Ι=Ρ ε /(Τ ε +1) αν Ι<1 το κλίµα χαρακτηρίζεται ξηρό ή ερηµικό Μηνιαίος δείκτης Ι=12*Ρ/(Τ+1) αν Ι<2 το έδαφος χρειάζεται άρδευση ΚΛΙΜΑΤΙΚΟΙ ΕΙΚΤΕΣ είκτης ξηρότητας (Pinna) I = 1/2*(P ε /(T ε +1) + (12*P ξ /(T ξ +1) P ξ, T ξ βροχόπτωση και θερµοκρασία του ξηρότερου µήνα Ι<1 ξηρό 1<=Ι<=2 ηµίξηρο µεσογειακό Ορισµός ξηρού µήνα κατά Gaussen Ρ(mm) < 2Τ( o C) ή Ρ<1 mm και Τ<1 o C ή Ρ<25 mm και 1 o C<Τ<2 o C ή Ρ<5 mm και 2 o C<Τ<1 o C ή Ρ<75 mm και 3 o C<Τ Ξηροθερµικός δείκτης (Gaussen) Αριθµός ξηρών ηµερών στο έτος που πραγµατοποιούνται στη διάρκεια µιας συνεχούς ξηράς περιόδου του έτους. Ορισµός ξηρής ηµέρας Ρ= και Σχετική Υγρασία (ΣΥ)<4% αν 4%<ΣΥ<6% τότε θεωρείται.9 ξηρής ηµέρας αν 6%<ΣΥ<8% τότε θεωρείται.8 ξηρής ηµέρας αν 8%<ΣΥ<1% τότε θεωρείται.7 ξηρής ηµέρα Βιοκλιµατική κατάταξη (UNESCO-FAO) Γίνεται µε βάση τον ξηροθερµικό δείκτη, και την µέση θερµοκρασία του ψυχρότερου µήνα. 5

6 Θερµοκρασία ( ο C) ΚΛΙΜΑΤΙΚΟΙ ΕΙΚΤΕΣ είκτης δυσφορίας (Heat Index) Σχετική υγρασία (%) Dhahran, Σαουδική Αραβία 8 Ιουλίου 23 Θερµοκρασία: 18 F (42 C) Σχετική υγρασία: 67% είκτης δυσφορίας: 176 F (8 C) ΚΑΥΣΩΝΑΣ Επεισόδια υψηλών θερµοκρασιών στην Ελλάδα Ηµεροµηνία 2-26/8/ /7/1973 1/7/ /6/ /7/ /7/ /8/ /7/ /8/ /7/2 Μέγεθος 47 ο C Τρίκαλα, 45 ο C Λάρισα, 44 ο C Φιλαδέλφεια 47 ο C Λαµία, 45 ο C Λάρισα, 46 ο C Ελληνικό >4 ο C όλη η χώρα, 48 ο C Τατόι, 44 ο C Τρίκαλα, 45 ο C Φιλαδέλφεια >39 ο C όλη η χώρα, 45 ο C Ελευσίνα 45 ο C Λάρισα και Φιλαδέλφεια 44 ο C Λαµία και Αλίαρτος 45 ο C Κόρινθος, Ελευσίνα, Ιεράπετρα κ.α 44 ο C Αλίαρτος 45 ο C Λάρισα, Φιλαδέλφεια και Άστρος Παρατηρήσεις 5 νεκροί, 7 Κ 2 Κ 2 Κ 4 νεκροί 35 νεκροί 6 νεκροί 3 Κ Ο πιο ζεστός Ιούλιος Πηγή: Γ. Μελανίτης, Ο καιρός και τα µυστικά του 6

7 ΕΙΚΤΗΣ ΑΝΕΜΟΥ-ΨΥΧΟΥΣ (WIND CHILL INDEX) O δείκτης WCI είναι η φαινοµενική θερµοκρασία που αισθάνεται το δέρµα εξαιτίας του ανέµου. Ο δείκτης υπολογίζεται σύµφωνα µε τηνπαρακάτωσχέση(national Weather Service 21): WCI = *Τ-11.37*V *T*V.16 όπου V η ταχύτητα του ανέµου σε km/h σε ύψος 1 m και Τ ηθερµοκρασία του αέρα σε ο C. Vkm/h/ T o C Πιθανότητα κρυοπαγήµατος σε παρατεταµένη έκθεση Πιθανότητα κρυοπαγήµατος σε 1 λεπτά Πιθανότητα κρυοπαγήµατος σε 2 λεπτά ΚΛΙΜΑΤΙΚΟΙ ΕΙΚΤΕΣ Σχέση του δείκτη δυσφορίας µεσυµπτώµατα στον ανθρώπινο πληθυσµό ΗΙ ( ο C) < >54 Συµπτώµατα εν προκαλείται δυσφορία Το 1% του πληθυσµού αισθάνεται δυσφορία Σχεδόν το σύνολο του πληθυσµού αισθάνεται δυσφορία Αίσθηµακόπωσηςµε την παρατεταµένη έκθεση και δραστηριότητα Πιθανή ηλίαση, εξάντληση και θερµικές κράµπες Κίνδυνος. Ηλίαση, εξάντληση και πιθανή θερµοπληξία Ιδιαίτερος κίνδυνος. Ηλίαση και θερµοπληξία 7

8 ΚΛΙΜΑΤΙΚΕΣ ΚΑΤΑΤΑΞΕΙΣ Γενετικές (genetic) Βασίζονται στη θεώρηση των αιτίων που διαµορφώνουν το κλιµατικό καθεστώς, όπως είναι η ατµοσφαιρική κυκλοφορία, η επίδραση των αερίων µαζών, η εισερχόµενη ηλιακή ακτινοβολία κλπ. Hidore (1966) Εµπειρικές (empirical) Βασίζονται στη στατιστική ανάλυση της επίδρασης του κλίµατος σε ποικίλους παράγοντες, όπως το θερµοκρασιακό και βροχοµετρικό καθεστώς της περιοχής, ηβλάστηση, η ανθρώπινη αντίδραση κλπ. Koppen (1918) Thornthwaite (1931, 1948) ΚΛΙΜΑΤΙΚΕΣ ΚΑΤΑΤΑΞΕΙΣ Γενετική κατάταξη Hidore (1966) ΘΕΡΜΟ ΟΛΟ ΤΟ ΧΡΟΝΟ ΘΕΡΜΗ ΚΑΙ ΨΥΧΡΗ ΠΕΡΙΟ ΟΣ ΨΥΧΡΟ ΟΛΟ ΤΟ ΧΡΟΝΟ ΥΓΡΟ ΟΛΟ ΤΟ ΧΡΟΝΟ Τροπικό χαµηλό 1 4 Υποπολικό χαµηλό mt mp ΞΗΡΗ ΚΑΙ ΥΓΡΗ ΠΕΡΙΟ ΟΣ ct cp ΞΗΡΟ ΟΛΟ ΤΟ ΧΡΟΝΟ Υποτροπικό υψηλό Πολικό υψηλό Πηγή: Hidore and Oliver,

9 ΚΛΙΜΑΤΙΚΕΣ ΚΑΤΑΤΑΞΕΙΣ Παράµετροι κατάταξης Κοppen Μέσες ετήσιες τιµές R κατακρήµνιση σε mm Τ θερµοκρασία σε ο C Μέσες εξαµηνιαίες τιµές R 6ψ µέσο ύψος κατακρήµνισης του ψυχρού εξαµήνου σε mm R 6θ µέσο ύψος κατακρήµνισης του θερµού εξαµήνου σε mm Μέσες µηνιαίες τιµές Τ ψ θερµοκρασία του ψυχρότερου µήνα σε ο C T θ θερµοκρασία του θερµότερου µήνα σε ο C Τ µ θερµοκρασία ενός µήνα σε ο C R ξ κατακρήµνιση του ξηρότερου µήνα σε mm R υ κατακρήµνιση του υγρότερου µήνα σε mm R ξθ κατακρήµνιση του ξηρότερου µήνα του θερµού εξαµήνου σε mm R υθ κατακρήµνιση του υγρότερου µήνα του θερµού εξαµήνου σε mm R ξψ κατακρήµνιση του ξηρότερου µήνα του ψυχρού εξαµήνου σε mm R υψ κατακρήµνιση του υγρότερου µήνα του ψυχρού εξαµήνου σε mm ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEΝ Κύριοι κλιµατικοί τύποι ΤΥΠΟΣ Α: Υγρό τροπικό (Humid tropical) Κριτήριο: Τ ψ >18 C ΤΥΠΟΣ Β: Ξηρό (Dry) Κριτήριο: R<R l όπου R l =2*T+28 αν R 6θ >.7*R (ξηρός χειµώνας) R l = 2*Τ αν R 6ψ >.7*R (ξηρό καλοκαίρι) R l = 2*T+14 αν υπάρχει ισοκατανοµή κατακρήµνισης ΤΥΠΟΣ C: Υγρό µεήπιουςχειµώνες (Moist with mild winters) Κριτήριο: Τ θ >1 ο C και 3 ο C<Τ ψ <18 ο C ΤΥΠΟΣ D: Υγρό µε ψυχρούς χειµώνες (Moist with cold winters) Κριτήριο: Τ θ >1 ο C και Τ ψ <-3 ο C. ΤΥΠΟΣ Ε: Πολικό (Polar) Κριτήριο: Τ θ <1 ο C ΤΥΠΟΣ H: Ορεινό (Highlands) 9

10 ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEΝ (Τύπος Α) ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ: To υγρό τροπικό κλίµα επικρατεί στις περιοχές βόρεια και νότια του Ισηµερινού µέχρι τα γεωγραφικά πλάτη ο -25 ο. Χαρακτηρίζεται από υψηλές θερµοκρασίες όλες τις εποχές και άφθονη βροχόπτωση (R> mm). Στις συνθήκες αυτές ευνοείται η έντονη βλάστηση και αναπτύσσονται τροπικά δάση που περιλαµβάνουν πολλά είδη φυτών προσαρµοσµένων στη µεταβλητή (ανάλογα µε το ύψος βλάστησης) εισερχόµενη ηλιακή ακτινοβολία. Τα τροπικά δάση υπάρχουν κυρίως στις λεκάνες των ποταµών Αµαζονίου και Κονγκό και στη ζώνη από τη Σουµάτρα µέχρι τη Ν. Γουινέα. ΚΡΙΤΗΡΙΟ: Τ ψ >18 C ΥΠΟΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ: f: Υγρό τροπικό (Tropical wet) Κριτήριο: R ξ >=6 mm w: Υγρό και ξηρό-σαβάνα (Tropical wet and dry-savanna) Κριτήριο: R ξ <1 R/25 m: Τροπικό Μουσσωνικό (Τropical monsoon) Κριτήριο: 1 R/25<=R ξ <6 mm ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEΝ (Τύπος Α) ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΟτύποςAf χαρακτηρίζεται από ΕΘΕ<3 ο C αφού το ύψος του ηλίου και οι ώρες ηλιοφάνειας είναι σταθερές όλο το έτος. Ο καιρός είναι µονότονος και αποπνικτικός µε περίπου ίδια θερµοκρασία κάθε ηµέρα. Σχεδόν κάθε απόγευµα νέφη τύπου Cumulus προκαλούν τοπικές ισχυρές και µικρές σε διάρκεια βροχοπτώσεις. Το βράδυ ο ουρανός είναι καθαρός και η ψύξη του εδάφους προκαλεί δρόσο και οµίχλη. Η υψηλή υγρασία και νέφωση διατηρεί τις µέγιστες θερµοκρασίες σε χαµηλά επίπεδα σε σχέση µε αυτέςτωνµεσαίων πλατών. Συνήθως R> mm ενώ στις προσήνεµες περιοχές είναι δυνατόν R>4 mm. Ο τύπος Αw επικρατεί στις περιοχές που βρίσκονται στα όρια του τύπου Af και προς τους πόλους. Εκεί η ετήσια βροχόπτωση µειώνεται και επικρατεί µια διαχωρισµένη ξηρή περίοδος το χειµώνα (όταν οι περιοχές αυτές είναι κάτω από την επίδραση των υποτροπικών αντικυκλώνων). Αν και R>1 mm, η ξηρή περίοδος διαρκεί περισσότερο από δύο µήνες (R ξ <6mm). Επειδή το τροπικό δάσος απαιτεί βροχόπτωση όλο το έτος, επικρατεί υψηλό σκληρό χορτάρι Σαβάνας µε διασκορπισµένα, χαµηλά φυλλοβόλα δένδρα, ανθεκτικά σε αυτή την ολιγόµηνη ξηρασία. Το καλοκαίρι η ITCZ κινείται προς τους πόλους, και φέρνει ισχυρές βροχοπτώσεις µε τηνµορφή θερινών καταιγίδων. Ακόµη ηβροχήενισχύεταικαιαπό το πέρασµα ασθενών υφέσεων. Η µέση ετήσια βροχόπτωση είναι µικρότερη από αυτή του τύπου Αf και παρουσιάζει µεγαλύτερη διασπορά. Ο τύπος Αm επικρατεί στη ΝΑ Ασία, Ινδία, ΝΑ Νότια Αµερική. Χαρακτηρίζεται από µικρή ξηρή περίοδο (R ξ <6 mm) αλλά R> mm καιέτσιδιατηρούνταιτατροπικά δάση. Η υπερβολική βροχόπτωση στη διάρκεια µερικών µηνών συνδέεται µε τηδράση των µουσώνων. 1

11 ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEΝ (Τύπος Α) Ετήσια διακύµανση κλιµατικών µεταβλητών LAGOS (NIGERIA) φ=6.58 o N, λ=3.3 o E, h=4 m SANDINO (NICARAGUA) φ=12.13 o N, λ=86.1 o W, h=55 m KΛΙΜΑΤΙΚΟΣ ΤΥΠΟΣ: Aw ΕΤΟΣ : 26.7 ο C ΕΤΟΣ : mm IQUITOS (P ERU) φ=3.75 o S, λ=73.2 o W, h=125 m ΚΛΙΜΑΤΙΚ ΟΣ ΤΥΠΟΣ: Af ΕΤΟΣ: 26.1 ο C KΛΙΜΑΤΙΚΟΣ ΤΥΠΟΣ: Am ΕΤΟΣ: 26.5 ο C ΕΤΟΣ : mm ΕΤΟΣ : mm ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEΝ (Τύπος Β) ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ: To ξηρό κλίµα επικρατεί στις περιοχές µεταξύ των γεωγραφικών πλατών ο -25 ο όπου επικρατούν οι αντικυκλώνες, στις ηπειρωτικές περιοχές των µεσαίων πλατών που είναι µακριά από πηγές υγρασίας και στις υπήνεµες πλευρές µεγάλων οροσειρών λόγω της οµβροσκιάς. Χαρακτηρίζεται από µικρή βροχόπτωση µε µεγάλη µεταβλητότητα. ΚΡΙΤΗΡΙΟ: R<R l όπου R l =2*T+28 αν R 6θ >.7*R (ξηρός χειµώνας) R l =2*Τ αν R 6ψ >.7*R (ξηρό καλοκαίρι) R l =2*T+14 αν υπάρχει ισοκατανοµήκατακρήµνισης ΥΠΟΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ: Τύποι δεύτερης κατηγορίας S: Υµιάνυδρο - στέπας (Semiarid-steppe) Κριτήριο: R l /2<R<R l W: Άνυδρο-ερήµου (Arid-desert) Κριτήριο: R<R l /2 Τύποι τρίτης κατηγορίας h: Θερµό καιξηρό(hot and dry) Κριτήριο: T>18 o C k: ροσερό και ξηρό (Cool and dry) Κριτήριο: Τ<18 ο C. 11

12 ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEΝ (Τύπος Β) ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Τα κριτήρια κατάταξης του ξηρού κλίµατος στηρίζονται εκτός από τη βροχή και στη θερµοκρασία. Έτσι 35 mm ετήσιας βροχής σε ένα ζεστό κλίµα θα υποστηρίξουν αραιή βλάστηση αλλά σε ψυχρό κλίµα (π.χ στον Καναδά) ένα δάσος κωνοφόρων. Ακόµη µια περιοχή µε µικρή βροχή κατατάσσεται ως ξηρή αν η περισσότερη βροχή πραγµατοποιείται την θερµή περίοδο όπου η εξάτµιση είναι µεγαλύτερη. Η βροχή στα ξηρά κλίµατα είναι µικρή και ακανόνιστη. Για παράδειγµα σε σταθµό µε µέση ετήσια βροχή 5 mm είναι δυνατόν να µην πραγµατοποιηθεί βροχή για 2 χρόνια και σε µια ξαφνική νεροποντή να πέσουν 1 mm. Η βλάστηση αν και µικρή εξαρτάται από την ακανόνιστη βροχή (λίγες έρηµοι δεν έχουν καθόλου βλάστηση). Επικρατούν τα ξηρόφυτα, ποικίλες µορφές κάκτων και φυτών που αναπτύσσονται και ζουν µόνοκατάτηνπερίοδοτωνβροχών. Ο τύπος ΒW επικρατεί στο 12% των ηπειρωτικών περιοχών της γης και συγκεκριµένα στην υτική ακτή της Νότιας Αµερικής και της Αφρικής, στο εσωτερικό της Αυστραλίας, από την βορειοδυτική Αφρική µέχρι την κεντρική Ασία και από το Β. Μεξικό µέχρι τις Ν. ΗΠΑ. Η βροχή είναι ακανόνιστη και πραγµατοποιείται µετηµορφή απογευµατινών θερινών καταιγίδων. ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEΝ (Τύπος Β) ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΟτύποςBWh εµφανίζεται στις έρηµους των χαµηλών πλατών όπου η έντονη ηλιακή ακτινοβολία αναπτύσσει µεγάλη θερµοκρασία στο κατάξερο έδαφος. Οι θερµοκρασίες αέρα είναι µεγαλύτερες από οπουδήποτε αλλού και το χειµώνα η µέγιστη θερµοκρασία µπορείναφτάσειτους5 ο C. Η σχετική υγρασία είναι 5-25% και αυτό επιτρέπει την γρήγορη ψύξη του εδάφους τις βραδυνές ώρες. Υπάρχει µεγάλο ΕΘΕ και το χειµώνα οι ελάχιστες θερµοκρασίες µπορεί να είναι µικρότερες από ο C. ΟτύποςBWk επικρατεί σε περιοχές των µεσαίων πλατών όπου οι µέσες ετήσιες θερµοκρασίες είναι µικρότερες από την προηγούµενη κατηγορία. Τα καλοκαίρια είναι θερµά και οι απογευµατινές θερµοκρασίες φτάνουν τους 4 ο C. Οι χειµώνες είναιπολύψυχροίκαιοιελάχιστεςθερµοκρασίες πέφτουν και από τους -35 ο C. Πολλές από αυτές τις έρηµους είναι στην οµβροσκιά µεγάλων οροσειρών (Σιέρρα Νεβάδα, Ιµαλάια, Άνδεις). Η ισχνή βροχή προέρχεται από θερινές καταιγίδες ή από χειµερινούς σποραδικούς κυκλώνες. Ο τύπος ΒS επικρατεί γύρω από τα όρια των άνυδρων εκτάσεων όπου το κλίµα σταδιακά αλλάζει σε ηµιάνυδρο. Οι περιοχές αυτές περιλαµβάνουν στέπες που συνήθως η βλάστησή τους αποτελείται από κοντό χορτάρι, διασκορπισµένους θάµνους και µικρά δένδρα. Οι βόρειες περιοχές έχουν χαµηλότερες θερµοκρασίες και συχνότερες χιονοπτώσεις και η µέση ετήσια βροχή είναι µεταξύ 2 και 4 mm. Βορειότερα η βροχή αυξάνει και έτσι οι ηµιάνυδρες περιοχές είναι αυτές που διαχωρίζουν τις ξηρές από τις υγρές περιοχές. 12

13 ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEΝ (Τύπος Β) Ετήσια διακύµανση κλιµατικών µεταβλητών DENVER (USA) 35 φ=39.75 o N, λ=14.8 o W, h=1625m ΚΛΙΜΑΤΙΚΟΣ ΤΥΠΟΣ: BSk ΕΤΟΣ:1.1 ο C ΕΤΟΣ: mm ΙΑΝ ΜΑΡ ΜΑΪ ΙΟΥΛ ΣΕΠ ΝΟΕ CARACAS (VENEZUELA) φ=1.6 o N, λ=66.9 o W, h=43m Κ ΛΙΜΑΤΙΚ ΟΣ ΤΥΠΟΣ: BSh RIYADH (SAUDI ARABIA) φ=24.72 o N, λ=46.7 o E, h=635m Κ ΛΙΜΑΤΙΚ ΟΣ ΤΥΠΟΣ: BWh ΕΤΟΣ: 25.2 ο C ΕΤΟΣ :112.7 mm ΕΤΟΣ : 26.1 ο C 5 ΕΤΟΣ :55.9 mm ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEΝ (Τύπος C) ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ: To υγρό κλίµα µε ήπιουςχειµώνες επικρατεί στις ανατολικές και δυτικές περιοχές των ηπείρων µεταξύ των γεωγραφικών πλατών 25 ο -4 ο. Χαρακτηρίζεται από ήπιους χειµώνες και αρκετή βροχή (ώστε να µην κατατάσσεται ως ξηρό), ενώ η θερµή και η ψυχρή περίοδος είναι διαχωρισµένες. ΚΡΙΤΗΡΙΟ: Τ θ >1 ο C και 3 ο C<Τ ψ <18 ο C ΥΠΟΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ Τύποι δεύτερης κατηγορίας w: Ξηρός χειµώνας (Dry winter) Κριτήριο: R ξψ <R υθ /1 s: Ξηρό καλοκαίρι (dry summer) Κριτήρια: R ξθ <4 mm και R ξθ <R υψ /3 f: Υγρόόλοτοχρόνο(wet all seasons) Κριτήριο: εν ισχύουν τα προηγούµενα Τύποι τρίτης κατηγορίας a: Μεγάλο και θερµό καλοκαίρι (summer long and hot) Κριτήρια: T θ >22 o C και Τ µ >1 ο C για 4 τουλάχιστον µήνες b: Μεγάλο και δροσερό καλοκαίρι (summer long and cool) Κριτήρια: Τ θ <22 ο C και Τ µ >1 ο C για 4 τουλάχιστον µήνες c: Μικρό και δροσερό καλοκαίρι (summers short and cool) Κριτήρια: Τ θ <22 ο C και Τ µ >1 ο C για 1-3µήνες 13

14 ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEΝ (Τύπος C) ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Ο τύπος Cfa εµφανίζεται στις ανατολικές ακτές των ηπείρων µεταξύ των πλατών 25 ο -4 ο και συγκεκριµένα στις ΝΑ ΗΠΑ, Α. Κίνα, Ν. Ιαπωνία, ΝΑ Νότια Αµερική και στις ΝΑ ακτές της ΑφρικήςκαιτηςΑυστραλίας. Χαρακτηρίζεται από θερµό καιυγρόκαλοκαίριµε υψηλές θερµοκρασίες δρόσου ακόµη καιµέσα στην ηµέρα. Η υψηλήθερµοκρασία συνδυασµένη µε την υψηλή υγρασία παράγει αποπνικτικές συνθήκες όπως στους τροπικούς. Οι χειµώνες είναι ήπιοι και στα χαµηλότερα πλάτη η θερµοκρασία δεν πέφτει συχνά κάτω από τους ο C. Στα βορειότερα πλάτη οι χειµώνες είναι ψυχρότεροι και παρουσιάζονται σποραδικές χιονοπτώσεις. Ο καιρός είναι µεταβλητός αφού σε σχεδόν καλοκαιρινές συνθήκες διέρχονται κυκλώνες µεσαίων πλατών. Η βροχόπτωση(µεταξύ 8 και 165 mm) είναι κατανεµηµένη σε όλο το έτος ενώ η περισσότερη θερινή βροχή πέφτει το απόγευµα σανκαταιγίδα. Ο τύπος Cfb αντιπροσωπεύει το θαλάσσιο κλίµα πουχαρακτηρίζεταιαπόχαµηλά σύννεφα, οµίχλη και ψιλή βροχή όλο το χρόνο που συνδέεται µε τις υγρές θαλάσσιες αέριες µάζες. Ο τύπος Cfc χαρακτηρίζεται από σύντοµα και δροσερά καλοκαίρια. Ο τύπος Cs αντιπροσωπεύει το Μεσογειακό κλίµα που χαρακτηρίζεται από ήπιους υγρούς χειµώνες και ήπια, ζεστά και ξηρά καλοκαίρια λόγω της επιρροής των υποτροπικών αντικυκλώνων. Ηετήσιαβροχήκυµαίνεται µεταξύ 3-9 mm αλλά µπορεί και να είναι περισσότερη στα γύρω υψώµατα. Ο τύπος Csa παρουσιάζεται στις ηπειρωτικές περιοχές και χαρακτηρίζεται από τα ζεστά καλοκαίρια και χειµώνες ψυχρότερους από τις παράκτιες περιοχές. Ο τύπος Csb εµφανίζεται στις παράκτιες περιοχές µε συχνά χαµηλά σύννεφα, οµίχλη και δροσερό καλοκαίρι. Ο τύπος Cw χαρακτηρίζεται από µουσωνικό καθεστώς (ξηρός χειµώνας-υγρό καλοκαίρι). ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEΝ (Τύπος C) Ετήσια διακύµανση κλιµατικών µεταβλητών MOBILE (USA) LONDON (UK) PUNTA ARENAS (CHILE) φ=3.68 o N, λ=88.2 o W, h=66 m Κ ΛΙΜΑΤΙΚ ΟΣ ΤΥΠΟΣ: Cfa ΕΤΟΣ : 19.4 ο C φ=51. o N, λ=.1 o W, h=62 m ΚΛΙΜΑΤΙΚΟΣ ΤΥΠΟΣ: Cfb ΕΤΟ Σ : 9.6 ο C φ=53. o W, λ=7.8 o W ΚΛΙΜΑΤΙΚΟΣ ΤΥΠΟΣ: Cfc ΕΤΟΣ : 6.3 ο C 5 ΕΤΟΣ : mm ΙΑΝ ΜΑΡ ΜΑΪ ΙΟΥΛ ΣΕΠ ΝΟΕ 5 ΕΤΟΣ : mm ΙΑΝ ΜΑΡ ΜΑΪ ΙΟΥΛ ΣΕΠ ΝΟΕ 5 ΕΤΟΣ :397.4 mm ΙΑΝ ΜΑΡ ΜΑΪ ΙΟΥΛ ΣΕΠ ΝΟΕ ATHINAI (GREECE) φ=37.97 o N, λ=23.7 o E, h=17 m Κ ΛΙΜΑΤΙΚ ΟΣ ΤΥΠΟΣ: Csa ΕΤΟΣ : 17.8 o C SAN FRANCISCO (USA) φ=37.61 o N, λ=122.3 o W, h=6 m Κ ΛΙΜΑΤΙΚ ΟΣ ΤΥΠΟΣ: Csb ΕΤΟ Σ : 13.2 ο C HONG KONG φ=22.3 o N, λ=114.1 o E, h=32 m ΚΛΙΜΑΤΙΚΟΣ ΤΥΠΟΣ: Cwa ΕΤΟ Σ : 23.1 ο C MEXICO CITY φ=19.43 o N, λ=99. o W, h=2234 m Κ ΛΙΜΑΤΙΚ ΟΣ ΤΥΠΟΣ: Cwb ΕΤΟ Σ : 16 ο C ΕΤΟΣ :394.8 mm ΕΤΟΣ : mm ΕΤΟΣ : 2218 mm ΕΤΟ Σ: mm ΙΑΝ ΜΑΡ ΜΑΪ ΙΟΥΛ ΣΕΠ ΝΟΕ 14

15 ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEΝ (Τύπος D) ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ: To υγρό κλίµα µε ψυχρούς χειµώνες παρουσιάζεται µόνο στο Βόρειο Ηµισφαίριο (σχετίζεται άµεσα µε τις ηπειρωτικές αέριες µάζες), βορειότερα των περιοχών που χαρακτηρίζονται από τον κλίµατικό τύπο C και µεταξύ των γεωγραφικών πλατών 4 ο -7 ο. Χαρακτηρίζεται από θερµά έωςδροσερά καλοκαίρια και κρύους εκτεταµένους χειµώνες, µε χιονοπτώσεις και δυνατούς ανέµους. ΚΡΙΤΗΡΙΟ: Τ θ >1 ο C και Τ ψ <-3 ο C ΥΠΟΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ Τύποι δεύτερης κατηγορίας (οι ίδιοι µε της κατηγορίας C) w (ξηρός χειµώνας), s (ξηρό καλοκαίρι) και f (υγρό όλο το χρόνο) Τύποι τρίτης κατηγορίας(περιλαµβάνονται οι τρεις της κατηγορίας C) a (µεγάλο και θερµό καλοκαίρι), b (µεγάλο και δροσερό καλοκαίρι), c (µικρό και δροσερό καλοκαίρι) d: ριµείς χειµώνες και δροσερά καλοκαίρια (summers cool, winters severe) Κριτήριο: Τ ψ <-38 ο C ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEΝ (Τύπος D) ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Οι τύποι Dfa και Dfb εµφανίζονται µεταξύ των πλατών 4 ο -5 ο (6 ο στην Ευρώπη). Η βροχόπτωση είναι αρκετή (µεταξύ 5-1 mm) και κατανεµηµένη στο έτος. Η βλάστηση των υγρότερων περιοχών περιλαµβάνει δάση από έλατα, πεύκα και βαλανιδιές. Ο τύπος Dfa χαρακτηρίζεται από ζεστά και υγρά καλοκαίρια, ενώ η χωρίς πάγο εποχή διαρκεί 5-6 µήνες µε αποτέλεσµα ναφύεταιποικιλίαφυτών. Οι χειµώνες είναι κρύοι µε χιόνι και άνεµο. Ο τύπος Dfb επικρατεί βορειότερα µε τα καλοκαίρια να είναι µικρότερα, ψυχρότερα και ξηρότερα. Η εποχή χωρίς πάγο διαρκεί 3-5 µήνες. Οι χειµώνες είναι κρύοι µε χιόνι και άνεµο και δεν είναι σπάνιο η θερµοκρασία να πέσει κάτω από - 3 ο C ή να µείνει κάτω από -18 ο C για εβδοµάδες. Ακόµη, ο τύπος αυτός χαρακτηρίζεται από µεγάλο ΕΘΕ. Ο τύπος Dfc συναντάται στις περιοχές από τις οποίες προέρχονται οι πολικές αέριες µάζες (Καναδάς, Αλάσκα, Νορβηγία, Σιβηρία). Χαρακτηρίζεται από εκτεταµένους χειµώνες και µικρά και δροσερά καλοκαίρια. Μόνο για 1-3 µήνες η θερµοκρασία περνάει τους 1 ο C. Η ετήσια βροχόπτωση είναι µικρή (<5 mm) ιδιαίτερα στις ηπειρωτικές περιοχές και ένα µεγάλο ποσοστό προέρχεται από τις θερινές υφέσεις. Η χιονόπτωση δεν είναι µεγάλη αλλά οι χαµηλές θερµοκρασίες έχουν αποτέλεσµα να υπάρχει χιονοκάλυψη πολλούς µήνες. Οι χαµηλές θερµοκρασίες προκαλούν µικρή εξατµιση και έτσι υπάρχει αρκετή υγρασία για να επιβιώσουν τα δάση των κωνοφόρων (taiga).

16 ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEΝ (Τύπος D) Ετήσια διακύµανση κλιµατικών µεταβλητών DES MOINES (USA) φ=41.53 o N, λ=93.6 o W, h=292 m Κ ΛΙΜΑΤΙΚ ΟΣ ΤΥΠΟΣ: Dfa WINNIPEG (CANADA) φ=49.9 o N, λ=97.2 o W, h=239m Κ ΛΙΜΑΤΙΚ ΟΣ ΤΥΠΟΣ: Dfb SVERDLOVSK (RUSSIA) φ=56.8 o N, λ=6.6 o E ΚΛΙΜΑΤΙΚΟΣ ΤΥΠΟΣ: Dfc ΕΤΟΣ: 1 ο C ΕΤΟΣ : 8 ο C ΕΤΟΣ: 1.1 ο C ΕΤΟΣ : 811 mm 5 ΕΤΟΣ : mm 5 ΕΤΟ Σ: mm ΙΑΝ ΜΑΡ ΜΑΪ ΙΟΥΛ ΣΕΠ ΝΟΕ ΑNADYR (RUSSIA) φ=64.78 o N, λ=177.5 o E ΚΛΙΜΑΤΙΚΟΣ ΤΥΠΟΣ: Dsc ΕΤΟΣ : -7.7 ο C HARBIN (CHINA) φ=45.75 o N, λ=126.7 o E Κ ΛΙΜΑΤΙΚ ΟΣ ΤΥΠΟΣ: Dwa ΕΤΟΣ : 3.3 ο C IRKUTSK (RUSSIA) φ=52.27 o N, λ=14.3 o E Κ ΛΙΜΑΤΙΚ ΟΣ ΤΥΠΟΣ: Dwc ΕΤΟΣ: -.6 ο C ΕΤΟΣ: mm ΕΤΟΣ: mm ΕΤΟΣ : mm ΙΑΝ ΜΑΡ ΜΑΪ ΙΟΥΛ ΣΕΠ ΝΟΕ ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEΝ (Τύπος E) ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ: Το πολικό κλίµα επικρατεί στις Βόρειες ακτές της Αµερικής και της Ευρασίας, στην Γροιλανδία και στην Ανταρκτική. Χαρακτηρίζεται από χαµηλές θερµοκρασίες όλο το χρόνο. ΚΡΙΤΗΡΙΟ: Τ θ <1 ο C ΥΠΟΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ T: Τούντρα (Tundra) Κριτήριο: ο C<Τ θ <1 ο C F: Πaγοκάλυψη (Ice cap) Κριτήριο: Τ θ < ο C. ΜΕΤΑΓΕΝΕΣΤΕΡΟΙ ΤΥΠΟΙ Η: Ορεινό κλίµα (Highlands) Κριτήριο: Τ θ <1 ο C Οι κλιµατολόγοι µετά τον Koppen πρόσθεσαν και µια έκτη κατηγορία κλιµάτων που αποτελεί παραλλαγή της Ε (αφού έχει το ίδιο κριτήριο) και χαρακτηρίζει τα κλίµατα µε µεγάλο υψόµετρο (γενικά πάνω από τα m), ανεξάρτητα από το γεωγραφικό πλάτος. 16

17 ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEΝ (Τύπος Ε) ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Ο τύπος ΕΤ χαρακτηρίζεται από έδαφος που είναι µόνιµα παγωµένο, ενώ το καλοκαίρι όπου ο θερµός καιρός λειώνει τον πάγο που υπάρχει στο ανώτερο εδαφικό στρώµα, η τούνδρα γίνεται βαλτώδης και λασπώδης. Η µέση ετήσια βροχή είναι µικρή (<2mm) και σε χαµηλότερα πλάτη το κλίµα θαχαρακτηριζότανξηρό, αλλά η πολύ µικρή εξάτµιση έχει αποτέλεσµανα υπάρχειαρκετήυγρασίαστηνατµόσφαιρα. Επειδή η περίοδος ανάπτυξης των φυτών είναι πολύ µικρή η βλάστηση της τούνδρας αποτελείται από βρύα, λειχήνες, πολύ µικρά δένδρα και διασκορπισµένη ξυλώδη χαµηλή βλάστηση. Παρά το γεγονός ότι στις περιοχές αυτές το καλοκαίρι υπάρχει µεγάλη ηλιοφάνεια, η γωνία του ηλίου και η ανακλαστικότητα του εδάφους έχουν αποτέλεσµα τα πολύ δροσερά καλοκαίρια. Το ΕΘΕ είναι µεγάλο. Ο τύπος ΕF εµφανίζεται στο εσωτερικό της Γροιλανδίας και της Ανταρκτικής όπου οι περιοχές είναι µόνιµα καλυµµένες από χιόνι και πάγο πάχους εκατοντάδων µέτρων και η ανάπτυξη φυτών είναι αδύνατη. Ηθερµοκρασία ποτέ δεν ξεπερνάει τους ο C, ακόµη και το καλοκαίρι. Στον τύπο αυτό συναντώνται τα ψυχρότερα µέρη του κόσµου. Η µέση ετήσια κατακρήµνιση είναι πολύ µικρή (<1 mm) και η περισσότερη πέφτει σαν χιόνι κατά τη θερµή περίοδο. Ο τύπος Η χαρακτηρίζει το πολικό κλίµα που συναντάται στα µεγάλα υψόµετρα δεδοµένου ότι η θερµοκρασία µειώνεται µε το υψόµετρο. Έχει εκτιµηθεί ότι η µεταβολή στα κλιµατικά χαρακτηριστικά για υψοµετρική µετακίνηση κατά 33 µέτρα, ισοδυναµεί στα µεγάλα γεωγραφικά πλάτη µε οριζόντια µετακίνηση 32 km (3 ο πλάτους). ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEΝ (Τύπος Ε) Ετήσια διακύµανση κλιµατικών µεταβλητών BARROW, ALASKA (USA) φ=71.3 o N, λ=6.69 o W, h=13m Κ ΛΙΜΑΤΙΚ ΟΣ ΤΥΠΟΣ: ET ΕΤΟΣ : ο C MCMURDO (ANTARCTICA) φ=77.84 o S, λ=166.6 o E Κ ΛΙΜΑΤΙΚ ΟΣ ΤΥΠΟΣ: EF ΕΤΟΣ : o C ΕΤΟΣ : 19.9 mm ΕΤΟΣ :22.5 mm 17

18 ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ KOPPEΝ Κλιµατικές ζώνες Πηγή: Ahrens, 1993 ΤΟ ΚΛΙΜΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑ ΑΣ Γεωγραφικά χαρακτηριστικά Ελλαδικού χώρου Βρίσκεται ανάµεσα στα γεωγραφικά πλάτη ο Β δηλαδή στη περιοχή δράσης των εξωτροπικών κυκλώνων. Η κατανοµή ξηράς-θάλασσας είναι 1:3 και το µήκος ακτών είναι πολύ µεγάλο (περίπου. χιλιόµετρα). Χαρακτηρίζεται από πλούσιο ανάγλυφο, ιδίως στα δυτικά. Κλιµατικά χαρακτηριστικά Τα βόρεια τµήµατα επηρεάζονται από τους παράγοντες που καθορίζονται από το κλίµα τηςνa Ευρώπης ενώ τα νότια τµήµατα χαρακτηρίζονται από θαλάσσιο Μεσογειακό κλίµα. Το χειµώνα η περιοχή βρίσκεται κάτω από την επιρροή του Σιβηρικού αντικυκλώνα ή των διέρχοµενων από δυτικά υφέσεων. Το καλοκαίρι βρίσκεται κάτω από την επιρροή του αντικυκλώνα του Ατλαντικού και του χαµηλού των Ινδιών. 18

19 ΤΟ ΚΛΙΜΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑ ΑΣ Μέσες µηνιαίες θερµοκρασίες 3 25 ΚΟΖΑΝΗ ΕΤΟΣ: ΟΡΕΣΤΙΑ Α ΕΤΟΣ: ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΕΚ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΕΚ 3 25 ΙΩΑΝΝΙΝΑ ΕΤΟΣ: ΝΑΞΟΣ ΕΤΟΣ: ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΕΚ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΕΚ 3 3 ΚΥΜΗ ΕΤΟΣ:.4 ΡΟ ΟΣ ΕΤΟΣ: ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΕΚ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΕΚ 3 25 ΤΡΙΠΟΛΗ ΕΤΟΣ: ΙΕΡΑΠΕΤΡΑ ΕΤΟΣ: ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΕΚ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΕΚ Απόλυτη µέγιστη θερµοκρασία σε σταθµούς της ΕΜΥ ( ) ΤΟ ΚΛΙΜΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑ ΑΣ 19

20 Απόλυτη ελάχιστη θερµοκρασία σε σταθµούς της ΕΜΥ ( ) ΤΟ ΚΛΙΜΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑ ΑΣ ΤΟ ΚΛΙΜΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑ ΑΣ Μέσες µηνιαίες κατακρηµνίσεις 2 ΚΟΖΑΝΗ ΕΤΟΣ: ΟΡΕΣΤΙΑ Α ΕΤΟΣ: ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΕΚ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΕΚ 2 16 ΙΩΑΝΝΙΝΑ ΕΤΟΣ: ΝΑΞΟΣ ΕΤΟΣ: ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΕΚ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΕΚ 2 ΚΥΜΗ ΕΤΟΣ: ΡΟ ΟΣ ΕΤΟΣ: ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΕΚ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΕΚ 2 ΤΡΙΠΟΛΗ 16 ΕΤΟΣ: ΙΕΡΑΠΕΤΡΑ 16 ΕΤΟΣ: ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΕΚ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΕΚ 2

21 Απόλυτο µέγιστο ηµερήσιο ύψος υετού σε σταθµούς της ΕΜΥ Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών, Λόφος Νυµφών Θησείο (πλάτος 37 58'N, µήκος 23 43' E, υψόµετρο17 m) Μέση µηνιαία θερµοκρασία o C Ετήσιες τιµές Ετήσιες τιµές Μέση µέγιστη µηνιαία θερµοκρασία o C Ετήσιες τιµές Μέση ελάχιστη µηνιαία θερµοκρασία o C

22 Ετήσιες τιµές Μέση µηνιαία βροχόπτωση (mm) mm Μέσος µηνιαίος αριθµός ηµερών µε βροχή Aαριθµός ηµερών Ετήσιες τιµές Ετήσιες τιµές Μέση µηνιαία σχετική υγρασία (%) % Μέση µηνιαία ατµοσφαιρική πίεση (mmhg) Ετήσιες τιµές mmhg Ετήσιες τιµές Μέσος µηνιαίος αριθµός ωρών ηλιοφάνειας hr

23 Κλιµατικά δεδοµένα Κλιµατικά δεδοµένα 23

24 1. ΤΡΟΧΙΑ ΓΥΡΩ ΑΠΟ ΤΟΝ ΗΛΙΟ ΠΕΡΙΟ ΟΣ: ΗΜΕΡΕΣ ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ Κινήσεις της γης 2. ΤΡΟΧΙΑ ΓΥΡΩ ΑΠΟ ΤΟΝ ΑΞΟΝΑ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗΣ ΠΕΡΙΟ ΟΣ: 24 ΩΡΕΣ ΓΗ 2*1 6 km 147*1 6 km 4 ΙΟΥΛΙΟΥ ΗΛΙΟΣ 3 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ Eκκεντρότητα ιακύµανση: -5% Σηµερινή: 1.7% 3. ΙΑΤΑΣΗ ΤΡΟΧΙΑΣ (ECCENTRICITY) ΠΕΡΙΟ ΟΣ: 95. ETH 1 8 Time (ky) Ecc ΗΛΙΟΣ ΓΗ ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ Κινήσεις της γης 4. ΚΑΜΨΗ ΤΟΥ ΑΞΟΝΑ (OBLIQUITY) ΠΕΡΙΟ ΟΣ: 41. ETH Β φ ΗΛΙΟΣ 5. ΤΑΛΑΝΤΕΥΣΗ ΤΗΣ ΙΕΥΘΥΝΣΗΣ ΤΟΥ ΑΞΟΝΑ (PRECESSION) ΠΕΡΙΟ ΟΣ: 21. ETH VEGA ΠΟΛΙΚΟΣ ΑΣΤΕΡΑΣ Β ΓΗ Ν Ελάχιστή κάµψη φ=21.8 ο Μέγιστη κάµψη φ=24.4 ο Σηµερινή κάµψη φ=23.5 ο ΗΛΙΟΣ Ν ΓΗ 1 8 Time (ky) Obl Time (ky) Prec

25 x 1 16 m 3 ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ Ιστορική εξέλιξη υδροµετεωρολογικών µεταβλητών ιακύµανση του όγκου πάγων Συνολικος όγκος πάγων Max Min έτη πριν από το σήµερα Πηγή: Mason, 1976 Συγκέντρωση CO 2 : 39 ppm Κλιµατική αλλαγή Χρονική εξέλιξη της θερµοκρασίας της γης Συγκέντρωση CO 2 : 1 ppm Συγκέντρωση CO 2 : 2 ppm Συγκέντρωση CO 2 : 7 ppm Μεταβλητή χρονική κλίµακα σε έτη *1 6 ΠΗΓΗ: Barry Saltzman, Dynamical Paleoclimatology: Generalized Theory of Global Climate Change, Academic Press, New York, 22, fig

26 ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ ΤΑ ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ: 1.. ΕΤΗ. ΕΤΗ 16. ΕΤΗ ΠΗΓΗ: Barry Saltzman, Dynamical Paleoclimatology: Generalized Theory of Global Climate Change, Academic Press, New York, 22, fig ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ Ιστορική εξέλιξη υδροµετεωρολογικών µεταβλητών Μείωση της στάθµης θάλασσας (m) Αύξηση της παγοκάλυψης (1 6 km 3 ) C -1 C ιακύµανση της θερµοκρασίας, ηλιακής ακτινοβολίας, στάθµης θάλασσας και παγοκάλυψης 3 Καθαρή ακτινοβολία πάνω από 45 N (Vernekar 1972) Καθαρή ακτινοβολία πάνω από 45 N (Milankovitch 193) Χιλιάδες έτη πριν από το σήµερα Παγοκάλυψη 2 Θερµοκρασία αέρα Μεταβολή στην εισερχόµενη ηλίακή ακτινοβολία πάνω από 45 N (1 21 cal/yr) Πηγή: Mason,

27 ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ ΤΑ ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ 1 ΧΡΟΝΙΑ Temperature in the Northern Hemisphere over the last 1 years Donatello, ( ). Ιταλός γλύπτης της Αναγέννησης. Βίωσε πτώση θερµοκρασίας.4 ο C. ΠΗΓΗ: Mann, Bradley and Hughes Climate Change 21: The Scientific Basis. Jeanne Louise Calment, ( ). Γαλλίδα µε την µεγαλύτερη επιβεβαιωµένη διάρκεια ζωής στον κόσµο. Βίωσε άνοδο θερµοκρασίας.9 ο C. ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ Ιστορική εξέλιξη υδροµετεωρολογικών µεταβλητών.8.6 Παρατηρηµένες µέσες θερµοκρασίες αέρα γιατοσύνολοτηςγης.4 Μέση ετήσια τιµή Μέση τιµή πενταετίας Απόκλιση από τη µέση τιµή Πηγή: Christopherson, Έτος

28 ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ Ιστορική πραγµατικότητα στην Ευρώπη Λιώνουν οι πάγοι σε µεγάλο τµήµατης Γροιλανδίας Το καλοκαίρι στην Ευρώπη ξεκινά τον Απρίλιο ή το Μάρτιο, είναι θερµότερο, µεγάλης διάρκειας και µε ελάχιστες βροχές Στο Παρίσι και πιο νότια τα δένδρα ανθίζουν τα Χριστούγεννα ΟΤάµεσης σχεδόν ξεραίνεται (µετατρέπεται σε ρυάκι και διασχίζεται µεταπόδια), ενώ η θάλασσα προωθείται µέχρι τη Γέφυρα του Λονδίνου Μέσα σε δεκαετίες γίνονται εναλλαγές ψυχρών και θερµών περιόδων ιαδοχικά ψυχρά καλοκαίρια δεν επιτρέπουν ωρίµανση των φρούτων (π.χ. σταφυλιών) 985 (µ.χ.) 142, 1473, 4, , , , 38-41, , (µετάβαση από τη θερµή µεσαιωνική περίοδο στο «µικρο-παγετωνικό αιώνα») , ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ Ιστορική πραγµατικότητα στην Ελλάδα Φθινόπωρο και χειµώνας χωρίς καθόλου βροχή (σαν να είναι καλοκαίρι) Συνεχείς βροχές γεννούν πληµµύρες και δεν επιτρέπουν την καλλιέργεια αγροτικών προϊόντων Πυκνές χιονοπτώσεις, µόνιµα χιόνια σε όλη τη διάρκεια του έτους ακόµη και στην Κρήτη Κρύοι χειµώνες, λίµνες (π.χ. Ιωαννίνων) παγωµένες για τρεις µήνες 168/1681, 1695/1696, / / /1687 Συνέπειες: Λιµοί, επιδηµίες, καταστροφές, εκτόξευση τιµών, πυρκαγιές Αντιµετώπιση: Προσευχή, λιτανείες Πηγές: J.H. Brazell (1968), London Weather, HMSO (Meteorological Office) H.H. Lamb (1982), Climate, History and the Modern World, Methuen C. Pfister (1988), Variations in the spring-summer climate of central Εurope from the high middle ages to 185, Lecture notes in earth sciences, Vol. 16, Long and short term variability of climate, edited by H. Wanner, U. Siegenthaler, pp , Berlin E. Χoplaki, P. Maheras and J. Luterbacher (21), Variability of climate in Meridional Balkans during the periods and and its impact on human life, Climatic Change, 48:

29 Παρατηρήσεις πάνω στα ιστορικά γεγονότα Καιρικά και κλιµατικά φαινόµενα εξαιρετικά ασυνήθιστα και ακραία µεβάσητη σηµερινή ανθρώπινη εµπειρία Αβάσιµηηεικόναενόςσταθερούκλίµατος «Καθεστώς» ηαλλαγήτουκλίµατος: «Το κλίµα αλλάζει ακανόνιστα, για άγνωστους λόγους, σε όλες τις κλίµακες» National Research Council (1991), Opportunities in the Hydrologic Sciences, National Academy Press, Washington DC, USA Τάση συσσώρευσης όµοιων φαινοµένων σε συγκεκριµένες χρονικές περιόδους Ένδειξη Νειλοµέτρου ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ Η σειρά του Νειλοµέτρου 9 Ετήσια ελάχιστη στάθµη Μέση τιµή 3 ετών 'Ετος µ.χ. ΑΙΤΙΕΣ ΚΛΙΜΑΤΙΚΩΝ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ ΑΛΛΗΛΕΠΙ ΡΑΣΗ ΜΕ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Αλλαγές στην ατµοσφαιρική σύνθεση, την νέφωση και την γήινη ανακλαστικότητα µέσα από θετικούς (αυξανόµενους) και αρνητικούς (αυτορυθµιζόµενους) µηχανισµούς αλληλεπίδρασης: Αύξηση θερµοκρασίας-αύξηση υδρατµών και διαπνοής των φυτών-µείωση του διαλυµένου στους ωκεανούς CO 2 και αύξηση του µεθανίου από τους υγροτόπουςαύξηση των αερίων θερµοκηπίου-αύξηση θερµοκρασίας. Αύξηση των πάγων-αύξηση της ανακλαστικότητας-µείωση της θερµοκρασίαςαύξηση χιονιού και πάγων. Αύξηση θερµοκρασίας-αύξηση της εξάτµισης και των υψηλών νεφών-αύξηση της ανακλώµενης ηλιακής ακτινοβολίας- µείωση της θερµοκρασίας. ΜΑΚΡΟΠΡΟΘΕΣΜΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ Μεταβολή της συγκέντρωσης του CO 2 Γεωλογικές µεταβολές Αστρονοµικές µεταβολές ΒΡΑΧΥΠΡΟΘΕΣΜΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ Αλλαγές στην ατµοσφαιρική κυκλοφορία Ανθρωπογενείς παράγοντες (αλλαγές στην ατµοσφαιρική σύνθεση, καταστροφή όζοντος) 29

30 ΙΑΘΕΣΙΜΑ Ε ΟΜΕΝΑ Παρατηρηµένες χρονοσειρές ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ Μηνιαίες θερµοκρασίες στην Κεντρική Αγγλία από το 1659 (το µεγαλύτερο οµογενές δείγµα στονκόσµο). Μηνιαίες θερµοκρασίες Ευρωπαϊκών πόλεων (Μόναχο από το 1781, Βιέννη- Βερολίνο- Παρίσι από το 1761). ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ Η πιο γνωστή χρονοσειρά βροχόπτωσης είναι συνδυασµός µετρήσεων από ερασιτέχνες παρατηρητές τον 18 ο και 19 ο αιώνα στην Αγγλία και Ουαλία που την επεξεργάστηκε ο Symons. Στη συνέχεια άλλοι ερευνητές την έφτασαν µέχρι το 1727 και σήµερα συνεχίζεται από την Μετεωρολογική υπηρεσία της Αγγλίας. Στην Κίνα µε βάση λεπτοµερείς αναφορές για ξηρασίες και πληµµύρες για κάθε έτος σε περισσότερα από 1 σηµεία ερευνητές έχουν δηµιουργήσει χρονοσειρά που αρχίζει από τον ο αιώνα. Αν και δεν προέρχεται από µετρήσεις αλλά από ιστορικές παρατηρήσεις είναι σηµαντική αναφορά για τις κλιµατολογικές συνθήκες. ΑΠΟΡΡΟΗ Έχουν βρεθεί χαραγµένες σε πέτρινη επιγραφή οι στάθµες του Νείλου για το χρονικό διάστηµα από π.χ. Πιο αξιόπιστες αλλά σποραδικές στάθµες υπάρχουν κατά το διάστηµα µ.χ. ΙΑΘΕΣΙΜΑ Ε ΟΜΕΝΑ Υποκατάστατα (proxy) δεδοµένα Στρωµατωµένοι πυρήνες πάγου Μετρούµενες µεταβλητές: Πάχος στρωµάτων, ατµοσφαιρικά αέρια, ισοτοπική σύνθεση, µέταλλα, ηφαιστειακή τέφρα Γεωγραφικές περιοχές: Ανταρκτική, Βολιβία, Γροιλανδία, Η.Π.Α., Καναδάς, Κίνα, Κένυα, Νεπάλ, Περού, Τανζανία Εκτιµώµενες κλιµατικές µεταβλητές: Θερµοκρασία, συσσώρευση πάγου, ηλιακή ακτινοβολία Χρονική περίοδος: έτη Ακρίβεια χρονικής εκτίµησης: 2-1 έτη Ορεινοί παγετώνες Μετρούµενες µεταβλητές: Ακραίες θέσεις Γεωγραφικές περιοχές: Ανάµεσα στα γεωγραφικά πλάτη 45 ο S - 7 o N Εκτιµώµενες κλιµατικές µεταβλητές: Έκταση των ορεινών παγετώνων Χρονική περίοδος: µέχρι 4. έτη (συγκεκριµένα επεισόδια) Ακρίβεια χρονικής εκτίµησης: 5% Πηγή: 3

31 ΙΑΘΕΣΙΜΑ Ε ΟΜΕΝΑ Υποκατάστατα (proxy) δεδοµένα ακτύλιοι δένδρων Μετρούµενες µεταβλητές: Πάχος δακτυλίων, πυκνότητα, ισοτοπική σύνθεση Γεωγραφικές περιοχές: Κυρίως µεσαία και µεγάλα γεωγραφικά πλάτη των ηπείρων Εκτιµώµενες κλιµατικές µεταβλητές: Θερµοκρασία, απορροή, κατακρήµνιση, εδαφική υγρασία Χρονική περίοδος: µέχρι 12.5 έτη Ακρίβεια χρονικής εκτίµησης: 1-1 έτη Απολιθωµένη γύρη Μετρούµενες µεταβλητές: Συγκέντρωση γύρης Γεωγραφικές περιοχές: Μεσαία και µεγάλα γεωγραφικά πλάτη των ηπείρων Εκτιµώµενες κλιµατικές µεταβλητές: Θερµοκρασία, κατακρήµνιση, εδαφική υγρασία Χρονική περίοδος: µέχρι 22. έτη Ακρίβεια χρονικής εκτίµησης: 1-18 έτη ΙΑΘΕΣΙΜΑ Ε ΟΜΕΝΑ Υποκατάστατα (proxy) δεδοµένα Αποθέσεις στον πυθµένα λιµνών Μετρούµενες µεταβλητές: Πάχος απόθεσης, σύνθεση του ιζήµατος (ανόργανα, οργανικά και ισότοπα) Γεωγραφικές περιοχές: Κυρίως µεσαία γεωγραφικά πλάτη Εκτιµώµενες κλιµατικές µεταβλητές: Θερµοκρασία, βροχόπτωση Χρονική περίοδος: 5-6. έτη Ακρίβεια χρονικής εκτίµησης:,5% Αποθέσεις στον πυθµένα ωκεανών Μετρούµενες µεταβλητές: Συγκέντρωση άµµου, σύνθεση του απολιθωµένου πλανγκτού, σύνθεση του ιζήµατος (ανόργανα, οργανικά και ισότοπα) Γεωγραφικές περιοχές: Σε όλους τους ωκεανούς Εκτιµώµενες κλιµατικές µεταβλητές: Θερµοκρασία, αλατότητα, παραγωγή βιοµάζας, έκταση παγετώνων Χρονική περίοδος: ιάφορα διαστηµάτα µέσα στη κενοζωική και µεσοζωική εποχή (ηλικίας µέχρι 2.. έτη) Ακρίβεια χρονικής εκτίµησης:,1-,1% 31

32 ΙΑΘΕΣΙΜΑ Ε ΟΜΕΝΑ Υποκατάστατα (proxy) δεδοµένα Πηγή υποκατάστατων δεδοµένων: Αποθέσεις στον πυθµένα λιµνών Μετρούµενες µεταβλητές: Πάχος απόθεσης Γεωγραφικές περιοχές: Μεσαία γεωγραφικά πλάτη Εκτιµώµενες κλιµατικές µεταβλητές: Θερµοκρασία, βροχόπτωση Χρονική περίοδος: 5. έτη Ακρίβεια χρονικής εκτίµησης: 5% Πηγή υποκατάστατων δεδοµένων: Αποθέσεις στον πυθµένα ωκεανών Μετρούµενες µεταβλητές: Συγκέντρωση άµµου, σύνθεση του απολιθωµένου πλανγκτού Γεωγραφικές περιοχές: Σε όλους τους ωκεανούς Εκτιµώµενες κλιµατικές µεταβλητές: Θερµοκρασία, αλατότητα, διεύθυνση ανέµου, έκταση παγετώνων Χρονική περίοδος: 2. έτη (συγκεκριµένα επεισόδια) Ακρίβεια χρονικής εκτίµησης: 5% Ανίχνευση τάσεων οκιµή Kendall οκιµήγραµµική συσχέτισης ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ X(t) Χρόνος (t) Ανίχνευση αλµάτων οκιµή Kruskal-Wallis οκιµήδιαφοράςµέσων τιµών X(t) Χρόνος (t) Ανίχνευση περιοδικοτήτων Προσδιορισµός αρµονικών κατά Fourier Περιοδόγραµµα X(t) Χρόνος (t) 32

33 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ οκιµή Kendall Σε παρατηρηµένη χρονοσειρά Χ 1, Χ 2,,Χ Ν εξετάζονται όλα τα δυνατά ζεύγη παρατηρήσεων Χ i, X j µε j>i και υπολογίζεται ο συνολικός αριθµός p των ζευγών που πληρούν τη σχέση Χ j >X i (p µέγιστο όταν η χρονοσειρά είναι συνεχώς αύξουσα). Εξετάζεται η ανηγµένη µεταβλητή Α=[4p/(N*(N-1)]-1 όπου για µια τυχαία διαδοχή της χρονοσειράς: ηαναµενόµενη τιµή Ε(Α)= και η διασπορά Var(A)=2*(2*Ν+5)/9*Ν*(Ν-1) Η κατανοµή της παραµέτρου Α/Var(A) 1/2 συγκλίνει στην τυπική κανονική κατανοµήόσοτον µεγαλώνει. Η µηδενική υπόθεση περί µη ύπαρξης πτωτικής/ανοδικής τάσης δεν απορρίπτεται για κάποιο επίπεδο σηµαντικότητας α όταν -Ζ α/2 <=τ<=ζ α/2 όπου Ζ α/2 η ανηγµένη µεταβλητή της κανονικής κατανοµής για πιθανότητα υπέρβασης α/2. ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ οκιµή γραµµικής συσχέτισης Η δοκιµή υποθέτειότιητάσηείναιγραµµική. Έτσι η τιµή Χ τ της παρατηρηµένης χρονοσειρά Χ 1, Χ 2,,Χ τ,...χ Ν τη χρονική στιγµή τ εκφράζεται από τη σχέση Χ τ =α+βτ+ξ τ όπου α, β σταθερές τ οχρόνοςθεωρούµενος ως διακριτή µεταβλητή και ξ τ στάσιµη, διαδοχικά ανεξάρτητη σειρά στοχαστικών υπολοίπων µε µέση τιµή Η µέση τιµή (β µ ) και τυπική απόκλιση (β σ ) του β δίνονται από τις σχέσεις: N ( t t )( X X ) t= 1 µ t µ β µ = N 2 ( t t = µ ) t 1 β 2 σ = N t= 1 2 ( X X ) β ( t t ) t N µ µ t= 1 µ N 2 t t t= 1 µ ( Ν 2) ( ) N 1 N 1 t X t= t= t t µ = Xµ = Ν Ν Η µηδενική υπόθεση περί µη ύπαρξης πτωτικής/ανοδικής τάσης δεν απορρίπτεται για κάποιο επίπεδο σηµαντικότητας α όταν: -C α/2 <=β µ /β σ <=C α/2 όπου Ζ α/2 ηανηγµένη µεταβλητή της κατανοµής Student για N-2 βαθµούς ελευθερίας και πιθανότητα υπέρβασης α/2 33

34 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ οκιµή Kruskal-Wallis Η δοκιµή ελέγχει το κατά πόσον δύο ή περισσότερα ανεξάρτητα τυχαία δείγµατα προέρχονται από τον ίδιο πληθυσµό. Πλεονεκτεί αφού είναι µη παραµετρική και δεν απαιτεί για την εφαρµογή της τα δείγµατα να ακολουθούν συγκεκριµένη στατιστική κατανοµή Εάν έχουµε κ δείγµατα µε Ν κ δεδοµένασεκάθεδείγµα συµβολίζουµε τις τιµές Χ ιj όπου 1<=i<=κ και 1<=j<=N κ Το σύνολο των δεδοµένων είναι N=N 1 +N 2 + +N k Για την πραγµατοποίηση της δοκιµής καταρτίζεται ένα συνολικό δείγµα (µε Ν στοιχεία) το οποίο κατατάσσεται σε φθίνουσα σειρά. Σε κάθε τιµή Χ ij αντιστοιχίζεται o ακέραιος αριθµός r ij (1<=r<=N) που δείχνει την σειρά της τιµήςστοσυνολικόδείγµα. Για κάθε δείγµα κ υπολογίζεται η παράµετρος R κ και στη συνέχεια για το σύνολο των δεδοµένων η παράµετρος Η R 2 N k κ R i κ = r j= 1 kj H = NN i + 1 = 1 ( ) N i 3( N + 1) Η µηδενική υπόθεση ότι όλα τα εναλλακτικά δείγµατα προέρχονται από τον ίδιο στατιστικό πληθυσµό δεν απορρίπτεται για κάποιο επίπεδο σηµαντικότητας α όταν: Η<=Χ α όπου Χ α ηανηγµένη µεταβλητή της κατανοµής Χ 2 για κ-1 βαθµούς ελευθερίας και πιθανότητα υπέρβασης α 12 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ οκιµή διαφοράςµέσων τιµών Ηδοκιµήελέγχει το κατά πόσον δύο ανεξάρτητα τυχαία δείγµατα που ακολουθούν την κανονική κατανοµή προέρχονται από τον ίδιο πληθυσµό. Εαν µ 1, µ 2 οι µέσες τιµές, σ 1, σ 2 οι τυπικές αποκλίσεις και Ν 1, Ν 2 τα µεγέθη των δύο δειγµάτων χρησιµοποιείται η µεταβλητή Η H = N N 1 2 µ µ N1σ1 + N2σ2 N + N Η µηδενική υπόθεση ότι και τα δύο δείγµατα προέρχονται από τον ίδιο στατιστικό πληθυσµό (µ 1 =µ 2 ) δεν απορρίπτεται για κάποιο επίπεδο σηµαντικότητας α όταν: Η<=C α όπου C α ηανηγµένη µεταβλητή της κατανοµής Student για N 1 +N 2-2 βαθµούς ελευθερίας και πιθανότητα υπέρβασης α 34

35 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ Ανάλυση κατά Fourier ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΕΚΦΡΑΣΗ X ( t) = X µ + n= N / 2 n= 1 A n 2πnt sin( ) + B N 2πnt cos( ) N όπου: X(t) τιµήτηςµεταβλητής τη χρονική στιγµή t Νοαριθµός των τιµών της χρονοσειράς Χ µ η µέση τιµή της χρονοσειράς n οαριθµός των αρµονικών (ακέραιος µεταξύ 1 και Ν/2) n ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΩΝ N 2 2πnt An = X ( t)sin( ) N t 1 N = N 2 2πnt Bn = X ( t) cos( ) N t 1 N = C n = A 2 n + B 2 n ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ 2 2 C n σ n = 2 σ n= 1 2 [ σn ] n N 2 2 = = / ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ Ανάλυση κατά Fourier 4 Μηνιαίες θερµοκρασίες (1 έτη) και αρµονική 12 µηνών 3 ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ( ο C) ΜΗΝΑΣ 35

36 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ Ανάλυση κατά Fourier Μηνιαίες βροχοπτώσεις (2 έτη) και αρµονικές 12 και 4 µηνών X(t) f=1/12 f=1/4 1 ΒΡΟΧΗ (mm) ΜΗΝΑΣ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ Ανάλυση κατά Fourier ώδεκα αρµονικές µηνιαίων βροχοπτώσεων f 1=1/24 f 1=7/ f 1=2/24 f 1=8/ f 1=3/24 f 1=9/ f 1=4/24 f 1=1/ f 1=5/24 f 1=11/ f 1=6/24 f 1=12/

37 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ Ανάλυση κατά Fourier Περιοδόγραµµα (periodogram) µηνιαίων βροχοπτώσεων 8 ΠΟΣΟΣΤΟ ΙΑΣΠΟΡΑΣ (% /24 1/12 1/8 1/6 5/24 1/4 7/24 1/3 9/24 1/24 11/24 1/2 ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ Πρόσφατες αναθεωρήσεις Πάχη δακτυλίων δέντρων από µελέτη στο Mammoth Creek, Utah, for the years (199 χρόνια; από ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/paleo/) Ακανόνιστες διακυµάνσεις σε όλες τις χρονικές κλίµακες Standardised tree ring width Annual value Average, 5 years Average, 25 years Year A.D. Συνθετική χρονοσειρά από ανεξάρτητες τυχαίες µεταβλητές (λευκός θόρυβος), µε στατιστικά χαρακτηριστικά ίδια µεαυτά της παραπάνω χρονοσειράς Τυχαίες διακυµάνσεις σε ετήσια κλίµακα. Τάση προς εξοµάλυνση όταν µεγαλώνει η χρονική κλίµακα Annual value Average, 5 years Average, 25 years

38 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ Πρόσφατες αναθεωρήσεις Οι στατιστικές δοκιµές βασίζονται: στις κλασικές εκτιµήσεις των στατιστικών χαρακτηριστικών (µέση τιµή, διασπορά) των παρατηρηµένων χρονοσειρών στην υπόθεση ότι τα στοιχεία τους αποτελούν πραγµατοποιήσεις ανεξάρτητων τυχαίων µεταβλητών που ακολουθούν την ίδια στατιστική κατανοµή Η υπόθεση αυτή δεν είναι συνεπής µε τηφύσητωνυδροµετεωρολογικών µεταβλητών που εξετάζονται για την ανίχνευση των κλιµατικών αλλαγών. Η µελέτη χρονοσειρών µεγάλου µήκους που προέρχονται από µετρήσεις υδροµετεωρολογικών και γεωφυσικών µεταβλητών έχει δείξει ότι αυτές παρουσιάζουν συνεχείς φυσικές διακυµάνσεις που τοπικά εκδηλώνονται ως πτωτικές ή ανοδικές τάσεις, πράγµα που οδηγεί σε σηµαντική µεταβλητότητα του κινούµενου µέσου όρου σε όλες τις χρονικές κλίµακες. Αυτές οι φυσικές διακυµάνσεις µπορούν να θεωρηθούν ως αίτιο της δυναµικής Hurst- Kolmogorov (ΗΚ) ή αλλιώς µακροπρόθεσµης εµµονής (δηλαδή, της τάσης οι υψηλές τιµές να ακολουθούνται από υψηλές και οι χαµηλές τιµές από χαµηλές), η οποία ποσοτικοποιείται από τον συντελεστή H: σε τυχαίες χρονοσειρές µε µεγάλο αριθµό στοιχείων, H.5 φυσικές χρονοσειρές (απορροής, θερµοκρασίας, αιολικής ισχύος και πάχους δακτυλίων δένδρων) Η >.5 Οποιαδήποτε στατιστική προσέγγιση των κλιµατικών µεταβλητών θα πρέπει να λαµβάνει υπόψη της τη δυναµική HΚ. Τυχαίες διακυµάνσεις Μηδενικές «τάσεις» ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ Πρόσφατες αναθεωρήσεις 1.5 Flow 1.5 H =.5 (λευκός θόρυβος) Τυχαία διασπορά ακραίων συµβάντων (π.χ. ελαχίστων) υναµική Hurst-Kolmogorov Time 4 Έντονες «τάσεις».8 Flow.6.4 Οµαδοποίηση ακραίων συµβάντων H = Time 4 Ο Koutsoyiannis, (23) απέδειξε ότι οι κλασικές στατιστικές προσεγγίσεις οδηγούν σε υποεκτίµηση: (α) του τυπικού σφάλµατός της µέσης τιµής, (β) της διασποράς, (γ) των ορίων εµπιστοσύνης των τιµών (ποσοστηµορίων) των στατιστικών κατανοµών και (δ) των ορίων εµπιστοσύνης της συνάρτησης αυτοσυσχέτισης. Αν αρθούν αυτές οι υποεκτιµήσεις, τότε σε χρονοσειρές που µε την κλασική στατιστική προκύπτει ένδειξη κλιµατικής αλλαγής, η ένδειξη αυτή αποδυναµώνεται σοβαρά. 38