Επίδραση της κλιµατικής αλλαγής

Επίδραση της κλιµατικής αλλαγής στη στάθµη και το κυµατικό κλίµα των ελληνικών θαλασσών, στην τρωτότητα των παράκτιων περιοχών και στην ασφάλεια θαλάσσιων και παράκτιων έργων Συντονιστής: Π. Πρίνος, Καθηγητής ΑΠΘ Ιστοσελίδα έργου http://www.thalis-ccseawavs.web.auth.gr/el/ ιαδικτυακή πύλη προβολής των Έργων ΘΑΛΗΣ http://excellence.minedu.gov.gr/thales/el/thalesprojects/377329

ΣΥΜΜΕΤΕΧΟΝΤΕΣ Τοµέας Υδραυλικής και Τεχνικής Περιβάλλοντος Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, ΑΠΘ Συντονιστής: Πρίνος Παναγιώτης, Καθηγητής ΑΠΘ Καραµπάς Θεοφάνης, Καθηγητής ΑΠΘ Κρεστενίτης Ιωάννης, Καθηγητής ΑΠΘ Jose Antonio Jimenez, Professor UPC, Spain Ανδρουλιδάκης Ιωάννης, ρ. Ερευνητικός Συνεργάτης Γαλιατσάτου Παναγιώτα, ρ. Ερευνητικός Συνεργάτης Κοµπιάδου Κατερίνα, ρ. Ερευνητικός Συνεργάτης Κόφτης Θεοχάρης, ρ. Ερευνητικός Συνεργάτης Μακρής Χρήστος, ρ. Ερευνητικός Συνεργάτης Κόκκινος ηµήτρης, Υποψήφιος ιδάκτορας Μπαλτίκας Βασίλης, Υποψήφιος ιδάκτορας Σπύρου ηµήτρης, Υποψήφιος ιδάκτορας Τσιάρας Αλέξανδρος, Υποψήφιος ιδάκτορας http://hydro.civil.auth.gr/ Τµήµα Επιστηµών της Θάλασσας Πανεπιστήµιο Αιγαίου Συντονιστής: Τράγου Ελίνα, Επίκουρη Καθηγήτρια Παν. Αιγαίου Κακαγιάννης Γιώργος, Υποψήφιος ιδάκτορας Μαµούτος Ιωάννης, Υποψήφιος ιδάκτορας http://www.mar.aegean.gr/ i

Τοµέας Μετεωρολογίας και Κλιµατολογίας Τµήµα Γεωλογίας, ΑΠΘ Συντονιστής: Τολίκα Κωνσταντία, Επίκουρη Καθηγήτρια ΑΠΘ Αναγνωστοπούλου Χριστίνα, Επίκουρη Καθηγήτρια ΑΠΘ Βελίκου Κονδυλία, Υποψήφια ιδάκτορας Τεγούλιας Ιωάννης, Υποψήφιος ιδάκτορας Βαγενάς Χρήστος, Μεταπτυχιακός Φοιτητής http://meteo.geo.auth.gr/ Τοµέας Ναυτικής και Θαλάσσιας Υδροδυναµικής Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών, ΕΜΠ Συντονιστής: Αθανασούλης Γεράσιµος, Καθηγητής ΕΜΠ Μπελιµπασάκης Κωνσταντίνος, Αναπληρωτής Καθηγητής ΕΜΠ Eugen Rusu, Professor UGAL, Romania Γεροστάθης Θεόδωρος, Επίκουρος Καθηγητής ΑΤΕΙ Αθήνας Γαβριλιάδης Παναγιώτης, ρ. Ερευνητικός Συνεργάτης Καπελώνης Ζαχαρίας, Υποψήφιος ιδάκτορας Γεωργίου Ιωάννης, Υποψήφιος ιδάκτορας Τσαντίλη Ήβη-Σεβαστή, Υποψήφια ιδάκτορας http://www.naval.ntua.gr/ ii

ΕΙΣΑΓΩΓΗ - ΠΡΟΛΟΓΟΣ Από τον Ιανουάριο του 2012 ξεκίνησε η εκπόνηση της έρευνας αυτής, σχεδιασµένης αποκλειστικά για τις Ελληνικές θάλασσες (Αιγαίο και Ιόνιο πέλαγος), η οποία παρουσιάζει εµπεριστατωµένα τις επιδράσεις της κλιµατικής αλλαγής, µε βάση το κλιµατικό σενάριο Α1Β, (α) στα ατµοσφαιρικά και στα θαλάσσια χαρακτηριστικά (ατµοσφαιρική πίεση, άνεµοι, µέση στάθµη θάλασσας, κύµατα, µετεωρολογική παλίρροια), (β) στην τρωτότητα επιλεγµένων ελληνικών παράκτιων περιοχών σε κατάκλυση και διάβρωση και (γ) στην λειτουργικότητα και ασφάλεια παράκτιων κατασκευών και λιµενικών έργων. Η κλιµατική αλλαγή αποτελεί ένα σηµαντικό και υψηλής προτεραιότητας θέµα τόσο σε επιστηµονικό όσο και σε πολιτικό επίπεδο. Στον πλανήτη µας οι επιδράσεις της έχουν ήδη παρατηρηθεί και έχουν προσδιοριστεί για το άµεσο µέλλον. Η ανύψωση της στάθµης της θάλασσας, µεταβολές στα συστήµατα ατµοσφαιρικής και θαλάσσιας κυκλοφορίας, η αύξηση στην συχνότητα και ένταση ακραίων καιρικών φαινοµένων, πληµµυρών και ξηρασιών είναι µερικές από τις επιδράσεις αυτές. Τα αποτελέσµατα της έρευνας αυτής καταδεικνύουν αφενός µεν την ανάγκη για συνέχιση της εµπεριστατωµένης έρευνας αφετέρου δε την αναγκαιότητα για την ανάπτυξη πολιτικών µε σκοπό την αντιµετώπιση των προβλεπόµενων συνεπειών όσο το δυνατόν συντοµότερα και την προσαρµογή σε αυτές έτσι ώστε οι βασικές υποδοµές που έχουν αναπτυχθεί να µην κινδυνεύσουν. Τα σηµαντικά αποτελέσµατα της έρευνας αυτής οφείλονται στην άριστη συνεργασία ερευνητών από διαφορετικούς επιστηµονικούς κλάδους, οι οποίοι για πρώτη φορά συνεργάστηκαν για τη µελέτη του προβλήµατος, µέσα σε συνθήκες βαθιάς κρίσης τόσο στην ελληνική κοινωνία όσο και στο δηµόσιο πανεπιστήµιο. Αυτό αποτελεί σηµαντική παρακαταθήκη για το επιστηµονικό δυναµικό της χώρας και ελπίζω ότι παρόµοιες προσπάθειες θα συνεχιστούν και στο µέλλον έτσι ώστε να συµβάλουν µε το επιστηµονικό τους κύρος στη δράση για την αντιµετώπιση της κλιµατικής αλλαγής. Θα ήθελα να ευχαριστήσω ολόθερµα όλους τους εκλεκτούς συναδέλφους που συνεισέφεραν σηµαντικά µε την επιστηµονική τους κατάρτιση και ερευνητική εµπειρία και τους νέους ερευνητές που εργάστηκαν ακούραστα για την υλοποίηση των παραδοτέων του έργου και, µε τη συµµετοχή τους σε εθνικά και διεθνή συνέδρια, συνεισέφεραν στην διάχυση των αποτελεσµάτων του έργου. Παναγιώτης Πρίνος Επιστηµονικώς Υπεύθυνος Καθηγητής ΑΠΘ iii

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ σελίδες Κλιµατική Αλλαγή 1-3 Στόχοι 4-5 ράσεις 6-7 Περιοχή Μελέτης 8 Περιοχικό Κλιµατικό Μοντέλο 9-10 Ατµοσφαιρική Πίεση 11 Άνεµος 12 Μέση Στάθµη Θάλασσας 13-16 Κυµατικό Κλίµα 17-20 Κυµατικό Κλίµα - Ακραίες Τιµές 21-22 Κλίµα Μετεωρολογικής Παλίρροιας 23-26 Κλίµα Μετεωρολογικής Παλίρροιας - Ακραίες Τιµές 27-28 Τρωτότητα Παράκτιων Περιοχών σε Κατάκλυση 29-30 Επίδραση Κ.Α. σε Παράκτιες Κατασκευές 31-34 ηµοσιεύσεις 35-38 iv

ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ Με τον όρο "Κλιµατική Αλλαγή" (εφεξής ΚΑ) αναφερόµαστε στη µεταβολή του παγκόσµιου κλίµατος και ειδικότερα σε µεταβολές των µετεωρολογικών συνθηκών που εκτείνονται σε µεγάλη χρονική κλίµακα. Τέτοιου τύπου µεταβολές περιλαµβάνουν στατιστικά σηµαντικές διακυµάνσεις ως προς τη µέση κατάσταση του κλίµατος ή τη µεταβλητότητά του, που εκτείνονται σε βάθος χρόνου δεκαετιών ή περισσότερων ακόµα ετών. Οι κλιµατικές αλλαγές οφείλονται σε φυσικές διαδικασίες, καθώς και σε ανθρώπινες δραστηριότητες µε επιπτώσεις στο κλίµα, όπως η τροποποίηση της σύνθεσης της ατµόσφαιρας. Κλιµατικό Σενάριο Με τον όρο "Κλιµατικό Σενάριο" ορίζεται ο υπολογισµός των µελλοντικών κλιµατικών αλλαγών µε τη χρήση ενός κλιµατικού µοντέλου, όπου δίνεται σε κάθε χρονικό βήµα η µελλοντική ανάπτυξη των εκποµπών αερίων του θερµοκηπίου (τα "Σενάρια Εκποµπών", σχήµα στα δεξιά). Το κλίµα που υπολογίζεται µε αυτόν τον τρόπο για µια περίοδο στο µέλλον ονοµάζεται «Πρόβλεψη Κλίµατος". Σε αντίθεση µε την πρόγνωση του καιρού, ο όρος "Πρόγνωση" δεν χρησιµοποιείται για τις προσοµοιώσεις του κλίµατος, δεδοµένου ότι τα Σενάρια Εκποµπών που χρησιµοποιούνται είναι υποθετικά, αλλά και επειδή η συµπεριφορά του κλιµατικού συστήµατος δεν είναι ικανοποιητικά γνωστή. Για να γίνει αντιληπτό το δυναµικό εύρος των µελλοντικών αλλαγών του κλίµατος, γίνονται διάφορες προβλέψεις του παγκοσµίου κλίµατος, κάθε φορά για διάφορα σενάρια εκποµπών, και µε την εφαρµογή διαφόρων Παγκόσµιων ή Περιοχικών Κλιµατικών Μοντέλων. Τον συντονισµό της προσπάθειας και την εκπόνηση των κατάλληλων Σεναρίων Εκποµπών έχει αναλάβει η ιακυβερνητική Επιτροπή για την Κλιµατική Αλλαγή (IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change). Τα αποτελέσµατα ερµηνεύονται, περιγράφονται και δηµοσιεύονται σε τακτική βάση. Σενάρια Εκποµπών Η Ειδική Έκθεση για τα Σενάρια Εκποµπών, SRES (Special Report on Emissions Scenarios), που συντάχθηκε από την IPCC, χρησιµοποιείται ως βάση για τα σενάρια για το κλίµα. Περιλαµβάνει συνολικά τέσσερις "οικογένειες" εναλλακτικών σεναρίων (Α1, Α2, Β1 και Β2), παρέχοντας µια εκτίµηση της µελλοντικής εξέλιξης των εκποµπών και των επακόλουθων συγκεντρώσεων των αερίων του θερµοκηπίου. Η µεταξύ τους διαφορά βρίσκεται στο διαφορετικό επίπεδο οικονοµικής και δηµογραφικής ανάπτυξης και στο βαθµό της παγκοσµιοποίησης. εν περιλαµβάνουν πολιτικές προστασίας του περιβάλλοντος (όπως το Πρωτόκολλο του Κιότο), και καθώς ο χρόνος εξελίσσεται, τα σενάρια µελλοντικής εξέλιξης αποκλίνουν µεταξύ τους, καλύπτοντας τελικά ένα ευρύ φάσµα εκποµπών αερίων του θερµοκηπίου. 1

2Ολική εκποµπή CO2 [GtC] Υψηλή > 1800GtC Μέση-Υψηλή > 1450-1800GtC Μέση-Χαµηλή > 1100-1450GtC Χαµηλή < 1100GtC Εκτιµήσεις ανόδου στάθµης θάλασσας βάσει των διαφόρων σεναρίων εκποµπών, SRES [πηγή: CMIP, Coupled Model Intercomparison Project] Ολική εκποµπή διοξειδίου του άνθρακα βάσει των διαφόρων σεναρίων, SRES [πηγή: IPCC (2000), Emissions Scenarios, A Special Report of IPCC Working Group III] Επιτόπου µετρήσεις - στάθµη 1990 σε 0m TOPEX/Poseidon + Jason-1 + OSTM/Jason-2 Εύρος όλων των σεναρίων (χωρίς λιώσιµο πάγων) Εύρος όλων των σεναρίων (µε λιώσιµο πάγων) Τα σενάρια της οικογένειας Α1 (χωρίζεται στα σενάρια A1FI, A1T και Α1Β µε βάση την αναλογία των ορυκτών πηγών ενέργειας που χρησιµοποιούνται) υποθέτουν γρήγορη ανάπτυξη και έναν οµοιογενή κόσµο µε αυξανόµενες πολιτιστικές και κοινωνικές συνεργασίες (σχήµα πάνω). Οι παγκόσµιες διαφορές στο κατά κεφαλήν εισόδηµα µειώνονται όλο και περισσότερο, και η πρόοδος της τεχνολογικής ανάπτυξης είναι γρήγορη και αποτελεσµατική. Ο παγκόσµιος πληθυσµός θα κορυφωθεί στα µέσα του αιώνα.

ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ Τα σενάρια της οικογένειας A2 αναφέρονται σε διαχωρισµένο κόσµο, µε ισχνή ή και καθόλου διεθνή συνεργασία. Χαρακτηρίζονται από διαρκή αύξηση του πληθυσµού, και σύγκλιση του κατά κεφαλήν εισοδήµατος µόνο σε ορισµένες περιοχές και µόνο µε πολύ αργούς ρυθµούς. Όπως και στο Α1, το σενάριο Β1 περιγράφει έναν ταχέως µεταβαλλόµενο κόσµο και σε σύγκλιση, όµως οι προτεραιότητες τους διαφέρουν. Ο κόσµος του Α1 επενδύει τα κέρδη από την αύξηση της παραγωγικότητας και της τεχνογνωσίας κυρίως για την περαιτέρω οικονοµική του ανάπτυξη, ενώ στο Β1 η παγκόσµια κοινότητα επενδύει ένα µεγάλο µέρος των κερδών σε καθαρές και ενεργειακά αποδοτικές τεχνολογίες. Όπως και στα σενάρια Α2, τα σενάρια Β2 περιγράφουν έναν παγκόσµιο τρόπο σκέψης και συµπεριφοράς που είναι περιφερειακά διαχωρισµένος αλλά µε περισσότερο οικολογικό προσανατολισµό σε σχέση µε τα σενάρια Α2. Προσαρµογή στην Κλιµατική Αλλαγή Εµπειρογνώµονες από όλο τον κόσµο επισηµαίνουν ότι, µε βάση τις παγκόσµιες κλιµατικές προβλέψεις που διατίθενται σήµερα, αναµένονται κρίσιµες αλλαγές αναφορικά µε τις ακραίες καιρικές συνθήκες, τόσο σε επίπεδο ατµόσφαιρας όσο και στο θαλάσσιο χώρο (π.χ. άνοδος της στάθµης της θάλασσας (σχήµα στη σελ. 2), κύµατα). Επιπλέον, έχει βρεθεί ότι η µεταφορά των παγκόσµιων καταστάσεων σε περιοχικά σενάρια σε περιφερειακό επίπεδο, που σχετίζονται µε συγκεκριµένα ποτάµια και θαλάσσια περιβάλλοντα, απαιτεί περαιτέρω δραστηριότητες, προκειµένου να αντιµετωπιστούν τα ζητήµατα προσαρµογής πιο αποτελεσµατικά. Βασική προϋπόθεση για την ανάπτυξη τεχνικών λύσεων για µέτρα προσαρµογής, είναι να εντοπιστούν τόσο οι περιφερειακές επιπτώσεις της κλιµατικής αλλαγής όσο και οι τοµείς στους οποίους υπάρχει έλλειψη γνώσης. Σε Εθνικό επίπεδο, θα πρέπει να συγκεντρωθούν όλες οι πληροφορίες από ερευνητικά προγράµµατα σχετικά µε το κλίµα και τα ακραία καιρικά φαινόµενα σε περιφερειακό επίπεδο, για την περαιτέρω επεξεργασία των απαραίτητων µέτρων προσαρµογής µέσα από προγράµµατα προσαρµογής και επιστηµονικές µεθόδους. 3

ΣΤΟΧΟΙ Οι βασικοί στόχοι του έργου συνοψίζονται στους παρακάτω: q q q q q Η κλιµατική µελέτη της ελληνικού θαλάσσιου χώρου, η δηµιουργία βάσης δεδοµένων µετεωρολογικών παραµέτρων (θερµοκρασία αέρα, άνεµος, βροχόπτωση) καθώς και µεταβλητών ατµοσφαιρικής κυκλοφορίας (πίεση στην επιφάνεια της θάλασσας) προερχόµενων από τρία περιοχικά κλιµατικά µοντέλα (KNMI-RACMO2, MPI-M-REMO και RegCM) και η αξιολόγηση τους για την περίοδο 1951-2000 καθώς επίσης και για τη χρονική περίοδο µέχρι τα τέλη του 21ου αιώνα (σύµφωνα µε το σενάριο εκποµπών SRES A1B το οποίο χρησιµοποιούν τα παραπάνω µοντέλα). Η εκτίµηση της µεταβολής της στάθµης της θάλασσας εξαιτίας της στερικής συνεισφοράς (λόγω της αλλαγής των υδρογραφικών χαρακτηριστικών θερµοκρασίας και αλατότητας), της κυκλοφορίας και της ανταλλαγής µάζας µέσω του Στενού του Γιβραλτάρ για την περίοδο 1951-2000 και για την µελλοντική περίοδο 2000-2100 (σύµφωνα µε το σενάριο εκποµπών SRES A1B), βάσει των αποτελεσµάτων συζευγµένων µοντέλων ατµοσφαιρικής και θαλάσσιας γενικής κυκλοφορίας (AOGCMs). Αριθµητικές εκτιµήσεις για την περίοδο 1992-2008 µε δεδοµένα δορυφορικής υψοµετρίας συγκρίνονται και αξιολογούνται. Η παραγωγή κυµατικών προγνώσεων στην περιοχή µελέτης (σηµαντικό ύψος κύµατος, µέση περίοδος και µέση διεύθυνση διάδοσης των κυµατισµών) για την περίοδο 1951-2000 και για την µελλοντική περίοδο 2000-2100 µε το µοντέλο πρόγνωσης κυµάτων SWAN. Ο υπολογισµός της µεταβολής της θαλάσσιας στάθµης από την συνδυασµένη δράση των κυµατισµών, των µετεωρολογικών παραµέτρων (άνεµος και ατµοσφαιρική πίεση) και της αστρονοµικής παλίρροιας για το παρόν (1951-2000) και το µελλοντικό (2000-2100) κλίµα, µε χρήση ενός διδιάστατου µαθηµατικού µοντέλου υδροδυναµικής θαλάσσιας κυκλοφορίας. Η συσχέτιση της κίνησης των βαροµετρικών χαµηλών (υφέσεων) και των τύπων καιρού µε τα φαινόµενα της µετεωρολογικής παλίρροιας και τα επεισόδια εξαιρετικής ανόδου της θαλάσσιας στάθµης στις ελληνικές θάλασσες. 4

ΣΤΟΧΟΙ q q q q Ο εντοπισµός των ακραίων τιµών µετεωρολογικών µεταβλητών (ανέµου, θερµοκρασίας αέρα) και της στάθµης της θάλασσας στον ελληνικό θαλάσσιο χώρο µε παραµετρικές και µη παραµετρικές µεθόδους, η εύρεση τάσεων στις παραπάνω ακραίες τιµές, η προσαρµογή των κατάλληλων κατανοµών και η εκτίµηση των περιόδων επαναφοράς (επανάληψης) ακραίων φαινοµένων. Ο υπολογισµός των επιπέδων επαναφοράς των ακραίων τιµών του ύψους κύµατος και της µετεωρολογικής παλίρροιας για τις δυο χρονικές περιόδους (1951-2000) και (2000-2100) σε επιλεγµένες περιοχές του ελληνικού θαλάσσιου χώρου, θεωρώντας σταθερή συµπεριφορά των µεταβλητών στο χρόνο, αλλά και µε θεώρηση των µακροχρόνιων τάσεων των ακραίων τιµών και η ανάλυση-προσοµοίωση των µακροχρόνιων τάσεων στις ακραίες τιµές των παραπάνω µεταβλητών. Επίσης µελετάται η επίδραση της κλιµατικής αλλαγής και στο µέγεθος της αβεβαιότητας πρόβλεψης του ύψους κύµατος και της µετεωρολογικής παλίρροιας. Η εκτίµηση της φυσικής τρωτότητας επιλεγµένων ελληνικών παράκτιων περιοχών σε «γεγονότα καταιγίδας», µε ξεχωριστή εκτίµηση των συνιστωσών της πληµµύρας και της διάβρωσης. Η εκτίµηση της φυσικής τρωτότητας των επιλεγµένων παράκτιων περιοχών πραγµατοποιείται µε βάση τον υπολογισµό του δυναµικού πληµµύρας και διάβρωσης και τον προσδιορισµό των αντίστοιχων εικτών Τρωτότητας ( είκτης Τρωτότητας σε Κατάκλυση και είκτης Τρωτότητας σε ιάβρωση). Η ανάλυση της πιθανής επίδρασης της κλιµατικής αλλαγής στo σχεδιασµό των λιµενικών και των παράκτιων έργων στις ελληνικές θάλασσες. Για το σκοπό αυτό, θεωρείται ότι η κλιµατική αλλαγή επιδρά στη λειτουργικότητα και στην ευστάθεια των κατασκευών. Εκτιµάται η τρωτότητα των λιµενικών και των παράκτιων έργων σε µελλοντικές συνθήκες, σε περίπτωση που αυτά σχεδιαστούν σύµφωνα µε το τρέχον κυµατικό κλίµα και την τρέχουσα στάθµη της θάλασσας. Επίσης εκτιµάται η τρωτότητα υφιστάµενων έργων σε µελλοντικές συνθήκες. 5

ΡΑΣΕΙΣ Οι ράσεις (.) του έργου είναι οι εξής: q q q q q q q.1. Κλιµατικές προβλέψεις µε Περιοχικά Κλιµατικά Μοντέλα για τις Ελληνικές θάλασσες. Eκτίµηση και ανάλυση των αλλαγών του κλίµατος του Ελληνικού θαλάσσιου χώρου (άνεµος, ατµοσφαιρική πίεση, θερµοκρασία, βροχόπτωση), µε δεδοµένα από σύγχρονα µοντέλα περιοχικής και τοπικής κλίµακας (1961-2100)..2. Προσοµοίωση του ύψους κύµατος, της µετεωρολογικής παλίρροιας και της στάθµης της θάλασσας συνεκτιµώντας την ΚΑ. Εκτίµηση των επιπτώσεων της ΚΑ, από χρονοσειρές της.1, στη στάθµη της θάλασσας, στη µετεωρολογική παλίρροια και στο κύµα, µε εφαρµογή διδιάστατων µοντέλων υδροδυναµικής κυκλοφορίας και διάδοσης των κυµατισµών..3. Εκτίµηση των µετεωρολογικών και θαλάσσιων ακραίων τιµών συνεκτιµώντας την ΚΑ. Ανάλυση των ακραίων θαλάσσιων και µετεωρολογικών µεταβλητών µε τεχνικές της Θεωρίας Ακραίων Τιµών, για την ποσοτικοποίηση των επιπτώσεων της ΚΑ στην ένταση και στη συχνότητά τους..4. Εκτίµηση των επιπτώσεων της ΚΑ στην παράκτια τρωτότητα σε κατάκλυση και διάβρωση. Εκτίµηση των εικτών Τρωτότητας σε Κατάκλυση και ιάβρωση σε επιλεγµένες Ελληνικές παράκτιες περιοχές, µε βάση την.3..5. Εκτίµηση των επιπτώσεων της ΚΑ στις παράκτιες και τις θαλάσσιες κατασκευές. Ανάλυση των επιπτώσεων της ΚΑ στο σχεδιασµό, στη λειτουργικότητα και στην ευστάθεια των θαλάσσιων και παράκτιων κατασκευών..6. ιάχυση των αποτελεσµάτων της έρευνας. Κατασκευή ιστοσελίδας, δηµοσιεύσεις σε επιστηµονικά περιοδικά και συνέδρια, διοργάνωση ηµερίδων..7. Αξιολόγηση της πράξης Αξιολόγηση των αποτελεσµάτων της έρευνας. 6

ΠΛΑΙΣΙΟ ΜΕΛΕΤΗΣ Emission Scenarios extreme (A2) intermediate (A1B) moderate (B1) 2 degrees (E1) Global Climate ECHAM5 ARPEGE BCM (3x) CGCM3 HadCM (3x) MIROC Regional Climate CLM CRCM RegCM3 HIRHAM HadRM RACMO Bias Correction Linear Scaling Advection Scaling 1 Advection Scaling 2 Advection Correction Quantile Mapping Mean Sea Level Climate Level I NEMOMED Level II NEMOMED Level III NEMOMED Wave Climate SWAN SWAN SWAN Storm Surge Climate MeCSSM GreCSSM Extremes Wind Temperature Waves Storm Surges Storm surges and Atmosphere Coastal Vulnerability Flood Vulnerability Index Erosion Vulnerability Index Coastal Structures Empirical formulae Upgrading of Coastal Structures Πλαίσιο προσδιορισµού και υπολογιστικά µοντέλα των επιδράσεων της κλιµατικής αλλαγής 7

ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ Η περιοχή µελέτης (σχήµα στα δεξιά) αναφέρεται στο ανατολικό τµήµα της Μεσογείου και καλύπτει το κεντρικό της τµήµα, µεταξύ των γεωγραφικών µηκών 19.4ºA και 30ºA. Αφορά κυρίως τις θαλάσσιες περιοχές που περικλείουν την ελλαδικό χώρο και τις δυτικές ακτές της Ανατολίας (Τουρκία) και αποτελούνται κυρίως από το Αιγαίο και το Ιόνιο Πέλαγος. Το συνολικό πεδίο της προσοµοίωσης περιλαµβάνει επίσης το Λυβικό Πέλαγος, το ανατολικό τµήµα της Κεντρικής Μεσογείου και το δυτικό τµήµα της Θάλασσας της Λεβαντίνης. Τα υπολογιστικά µοντέλα που χρησιµοποιούνται στο έργο εφαρµόζονται στα εξής τρία επίπεδα (σχήµα κάτω): ΕΠΙΠΕ Ο 1: Η λεκάνη της Μεσογείου (µπλε πλαίσιο), ΕΠΙΠΕ Ο 2: Ενα τµήµα της Ανατολικής Μεσογείου που περιλαµβάνει το Αιγαίο και Ιόνιο Πέλαγος (κόκκινο πλαίσιο) ΕΠΙΠΕ Ο 3: Οκτώ παράκτιες περιοχές (µαύρα ορθογώνια) που επιλέχθηκαν για την διερεύνηση της τρωτότητας τους σε κατάκλυση (πληµµύρα) και διάβρωση. Τo επίπεδo 2 της υπολογιστικής προσοµοίωσης µε τις θαλάσσιες περιοχές που περιλαµβάνει Τα τρία επίπεδα της υπολογιστικής προσοµοίωσης 8

ΠΕΡΙΟΧΙΚΟ ΚΛΙΜΑΤΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ Το µοντέλο RegCM3, από το οποίο προέρχονται τα ατµοσφαιρικά δεδοµένα που χρησιµοποιούνται στη δράση αυτή, µε χωρική ανάλυση 10x10km, αποτελεί ένα υδροστατικό µοντέλο και έχει σ-κατακόρυφη προβολή (sigma vertical coordinate). Εφαρµόζεται δυναµικός υποβιβασµός από κάναβο 25x25km σε 10x10km µε διαδικασία που φαίνεται στο παρακάτω σχήµα. RegCM3_25km Driving Field ECHAM4 (GCM) RegCM3_10km Nested from 25km Num. of Grid Points 120x108 126x160 Time step 60sec 30sec Terain and Landuse resolution 10min Cumulus Scheme Grell 3min MIT- Emanuel Γεωγραφικές θέσεις των σηµείων πλέγµατος του µοντέλου RegCM3_10km πάνω από την ελληνική περιοχή 9

Για τον υπολογισµό και την ανάλυση των ακραίων κυκλωνικών καταστάσεων πάνω από τη περιοχή της Ελλάδας και της ευρύτερης περιοχής της Ανατολικής Μεσογείου χρησιµοποιήθηκε ένα ηµερολόγιο τύπων κυκλοφορίας. Η κατάταξη των ηµερών πάνω από την ελληνική περιοχή βασίζεται στις βαροµετρικές πιέσεις που επηρεάζουν τη περιοχή µελέτης και ειδικότερα τη περιοχή πάνω από το κόµβο επιλογής. 65.0 62.5 62.5 60.0 60.0 57.5 57.5 55.0 55.0 52.5 52.5 Ane 50.0 Cnnw 50.0 47.5 Anw 47.5 Cwnw 45.0 45.0 Cne 42.5 42.5 40.0 A 40.0 C 37.5 37.5 35.0 35.0 32.5 32.5 Cwsw Cse 30.0 30.0 Asw Ase 27.5 27.5 Cssw 25.0 25.0 22.5 22.5 20.0 20.0-20.0-15.0-10.0-20.0-15.0-10.0-5.0 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0-5.0 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 Για να εντοπιστούν οι ακραίες κυκλωνικές καταστάσεις, δηµιουργήθηκε το ηµερολόγιο τύπων κυκλοφορίας από τα δεδοµένα των γεωδυναµικών υψών στα 500hPa. Στη συνέχεια χρησιµοποιήθηκε ηµερολόγιο η µ ε ρ ώ ν π ρ α γ µ α τ ι κώ ν ε π ε ι σ ο δ ί ω ν µετεωρολογικής παλίρροιας. Από τη σ υ σ χ έ τ ι σ η τ ω ν δ ύ ο η µ ε ρ ο λ ο γ ί ω ν προέκυψαν οι συνοπτικές καταστάσεις που συνδέονται µε επεισόδια µετεωρολογικής παλίρροιας στις ελληνικές θάλασσες. Όλα τα επεισόδια µετεωρολογικής παλίρροιας σ υ ν δ έ ο ν τ α ι µ ό ν ο µ ε κυ κ λ ω ν ι κέ ς καταστάσεις. Οι συχνότητες εµφάνισης των κυκλωνικών τύπων κυκλοφορίας για την ηµέρα µετεωρολογικής παλίρροιας (ssday), τη προηγούµενη ηµέρα (D-1) και δύο µέρες πριν (D-2). 10

AΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΠΙΕΣΗ [1951-2000] [2001-2050]-[1951-2000] [2051-2100]-[1951-2000] Οκτώβριος Ιούλιος Απρίλιος Ιανουάριος Πίεση στην επιφάνεια της θάλασσας για τέσσερις µήνες (ένας για κάθε εποχή) για την περίοδο αναφοράς 1951-2000 (πρώτη στήλη) και οι διαφορές για τις δύο µελλοντικές περιόδους (δεύτερη και τρίτη στήλη). Χαρακτηριστική είναι η αύξηση των πιέσεων για τον µήνα Ιανουάριο και Απρίλιο ενώ έντονη µείωση, ιδιαίτερα στη δεύτερη µελλοντική περίοδο εντοπίζεται τον Ιούνιο. Τον Οκτώβριο οι διαφορές παρουσιάζουν τη µορφή διπόλου µε αύξηση στα βόρεια βορειοδυτικά και µείωση στα νοτιοανατολικά. 11

[1951-2000] [2001-2050]-[1951-2000] [2051-2100]-[1951-2000] AΝΕΜΟΣ Οκτώβριος Ιούλιος Απρίλιος Ιανουάριος Ταχύτητες και επικρατούσες διευθύνσεις του ανέµου για τέσσερις µήνες (ένας για κάθε εποχή) για την περίοδο αναφοράς 1951-2000 (πρώτη στήλη) και % διαφορές για τις δύο µελλοντικές περιόδους (δεύτερη και τρίτη στήλη). 12 Αξιοσηµείωτη είναι η αύξηση ως και ~10% της ταχύτητας του ανέµου στην περιοχή του Αιγαίου κατά του µήνες Απρίλιο και Ιούλιο κατά τη δεύτερη µελλοντική περίοδο. Μείωση εκτιµάται για την περιοχή του Ιονίου.

ΜΕΣΗ ΣΤΑΘΜΗ ΘΑΛΑΣΣΑΣ Ερευνήθηκε η µακροχρόνια µεταβλητότητα της µέσης στάθµης των Ελληνικών θαλασσών, όπως έχει καταγραφεί µε τη βοήθεια της δορυφορικής υψοµετρίας στη διάρκεια των δύο τελευταίων δεκαετιών. Παράλληλα, µελετήθηκε η µελλοντική εξέλιξη της µέσης στάθµης µέχρι το τέλος του 21ου αιώνα αναλύοντας τις προβλέψεις ωκεάνιου κλιµατικού µοντέλου υψηλής διακριτοποίησης, που έχει αναπτυχθεί για ολόκληρη τη Μεσόγειο. Περιοχές µελέτης: Ο πολύ αργός ρυθµός µεταβολής της µέσης στάθµης (λίγα εκατοστά στη διάρκεια δεκαετίας) καθιστά δύσκολη υπόθεση την χωρικά λεπτοµερή καταγραφή του. Ειδικά για τις παράκτιες περιοχές µπορεί να υπάρχει «επιµόλυνση» του σήµατος, τόσο στις δορυφορικές καταγραφές εξαιτίας της στεριάς, όσο και στα αποτελέσµατα των αριθµητικών µοντέλων που επιλύουν τις αντίστοιχες εξισώσεις για µικρότερο αριθµό κατακόρυφων στρωµάτων κοντά στις ακτές. Για τη βελτίωση της αξιοπιστίας των αποτελεσµάτων κρίθηκε αναγκαία η ολοκλήρωση των τιµών της µέσης στάθµης της θάλασσας σε τέσσερις ευρύτερες περιοχές. Οι περιοχές που διαχωρίστηκαν παρουσιάζονται στο σχήµα και αντιστοιχούν στο: 1 Βόρειο Αιγαίο 2 Κρητικό Πέλαγος 3 Βόρειο Ιόνιο 4 Νότιο Ιόνιο Περιοχές µελέτης 13

εδοµένα που χρησιµοποιήθηκαν: 1. ορυφορική Υψοµετρία: εδοµένα ανωµαλίας της στάθµης (Sea Level Anomaly-SLA) σε πλέγµα σηµείων, χωρικής ανάλυσης 1/8? 1/8, που παρέχονται ηµερήσια, για τη χρονική περίοδο 1992-2011 (από τη διαδικτυακή βάση AVISO http://www.aviso.oceanobs.com). Όταν τα δεδοµένα εµφανίζουν κενά συµπληρώνονται µε γραµµική παρεµβολή. 2. Ωκεάνιο κλιµατικό µοντέλο: Για την µελέτη της προβλεπόµενης µεταβλητότητας της µέσης στάθµης της θάλασσας χρησιµοποιήθηκαν τα αποτελέσµατα του περιοχικού µοντέλου SAMM (Sea Atmosphere Mediterranean Model, Somot et al., 2008), το οποίο στην πρόσφατη βιβλιογραφία, θεωρείται το περισσότερο αξιόπιστο στις κλιµατικές προβλέψεις του για την θαλάσσια περιοχή της Μεσογείου. Το µοντέλο έχει αναπτυχθεί µε σκοπό τη µελέτη της εξέλιξης του κλίµατος της περιοχής της Μεσογείου και της Ευρώπης γενικότερα στη διάρκεια του 21ου αιώνα. Η οριζόντια ανάλυση του ωκεάνιου NEMOMED είναι 1/8?1/8 cos(? ), όπου? το γεωγραφικό πλάτος. Τα αποτελέσµατά του αφορούν στην περίοδο από το 1960 έως το 2099. Για να είναι εφικτή η σύγκριση των αποτελεσµάτων του µοντέλου µε τα δεδοµένα υψοµετρίας, προστέθηκε σ τ α δ ε δ ο µ έ ν α δ υ ν α µ ι κ ή ς τοπογραφίας όπως παρέχονται από τη βάση αποτελεσµάτων του µοντέλου, η στερική επίδραση (όπως υπολογίζεται από τα χαρακτηριστικά των προσοµοιώσεων θερµοκρασίας και αλατότητας), αλλά και η επίδραση του ανάστροφου βαρόµετρου. Η συσχέτιση µεταξύ των δύο πηγών δεδοµένων (σχήµα) είναι εξαιρετικά µικρή στην περιοχή του Αιγαίου (Βόρειο Αιγαίο 0.05 και Κρητικό 0.14), ενώ γίνεται σηµαντική στο Ιόνιο Πέλαγος (µέγιστη τιµή 0.48). ιαγράµµατα διασποράς της τιµής της µέσης στάθµης της θάλασσας για την περίοδο 1993-2011, µεταξύ δεδοµένων υψοµετρίας (MSLA(sat)) και αποτελεσµάτων ωκεάνιου κλιµατικού µοντέλου (MSLA(mod)). 14

ΜΕΣΗ ΣΤΑΘΜΗ ΘΑΛΑΣΣΑΣ Η µεταβλητότητα και οι τάσεις που προκύπτουν από τις δύο βάσεις δεδοµένων παρουσιάζονται στο παρακάτω σχήµα. Υπάρχει µεγαλύτερη συµφωνία µεταξύ των εκτιµήσεων και των παρατηρήσεων στις περιοχές του Ιονίου και µικρότερη στο εσωτερικό του Αιγαίου. Οι διαφορές είναι µεγαλύτερες στη διάρκεια των µηνών µε τις µέγιστες τιµές στάθµης (Σεπτέµβριο µέχρι Ιανουάριο). Οι τάσεις είναι θετικές στη διάρκεια των δύο τελευταίων δεκαετιών σε όλες τις υποπεριοχές, µε τιµές που κυµαίνονται µεταξύ +2.4 και +4.6 mm/yr για τα δορυφορικά δεδοµένα. Για τα αποτελέσµατα του ωκεάνιου µοντέλου, οι τάσεις είναι πάλι θετικές, αν και σηµαντικά µικρότερες και κυµαίνονται µεταξύ +0 και +3.1mm/yr µε µικρότερες τιµές στο Ιόνιο. Η εµφάνιση µεγαλύτερων διαφορών στην περιοχή του Αιγαίου πιθανότατα υποδηλώνει αδυναµία του κλιµατικού µοντέλου να προσοµοιάσει µε ακρίβεια τις συνθήκες που επικρατούν στο Αιγαίο Πέλαγος. Μια πιθανή εξήγηση µπορεί να βρίσκεται στο σηµαντικό ρόλο που παίζουν τα στενά των αρδανελλίων στη διαµόρφωση των υδρογραφικών χαρακτηριστικών του Αιγαίου. mm/yr mm/yr mm/yr mm/yr mm/yr mm/yr mm/yr mm/yr Μακροχρόνια µεταβλητότητα της µέσης στάθµης της θάλασσας για τις τέσσερις υποπεριοχές µελέτης από τα δορυφορικά δεδοµένα υψοµετρίας (µπλε) και τα αποτελέσµατα του ωκεάνιου µοντέλου (µαύρο). 15

16 Η εκτίµηση της µελλοντικής µεταβολής της µέσης στάθµης της θάλασσας προσδιορίζεται από το άθροισµα της στερικής επίδρασης, της επίδρασης του ανάστροφου βαρόµετρου και της δυναµικής τοπογραφίας. Μηνιαία συνεισφορά κάθε συνιστώσας υπεύθυνη για την προβλεπόµενη µεταβλητότητα της στάθµης της θάλασσας (σε µέτρα) Σε µια προσπάθεια να συµπεριλάβουµε την θετική τάση που έχει υπολογιστεί από τις τελευταίες δύο δεκαετίες (και µε την επιβεβαίωση από δεδοµένα βαρυτοµετρίας - GRACE), προστέθηκε στις προβλέψεις του 21ου αιώνα µια σταθερή τάση 2.5 mm/yr, για όλες τις υποπεριοχές. Η τάση της προσθήκης µάζας αλλάζει τη συνολική κλίση της προβλεπόµενης µέσης στάθµης και στις τέσσερις υποπεριοχές, µε τελικές προβλέψεις για άνοδο της στάθµης στα τέλη του 21ου αιώνα που φτάνει τα 20cm. Οι προβλέψεις δείχνουν πολύ µ ι κ ρ ή σ υ ν ε ι σ φ ο ρ ά τ η ς ατµοσφαιρικής πίεσης. Το σηµαντικότερο µέρος της µεταβλητότητας και των τάσεων προκύπτει από τη στερική µεταβολή αλλά και τη δυναµική τοπογραφία. Και οι δύο µεταβολές εµφανίζουν π τ ω τ ι κ έ ς τ ά σ ε ι ς π ο υ κυµαίνονται µεταξύ 0-10cm. Ο ρόλος της µεταβολής της µάζας στη συνολική µεταβλητότητα της µέσης στάθµης της θάλασσας είναι πιθανό να κυριαρχεί σε µακροχρόνιες προβλέψεις. Αποτελέσµατα µοντέλου για την εξέλιξη της µέσης στάθµης της θάλασσας (σε µέτρα) συµπεριλαµβάνοντας διόρθωση για προσθήκη µάζας µε σταθερό ρυθµό 2.5mm/yr.

ΚΥΜΑΤΙΚΟ ΚΛΙΜΑ Η προσοµοίωση του κυµατικού κλίµατος υλοποιήθηκε µε βάση το κυµατικό µοντέλο 3ης γενιάς SWAN (TU Delft). Το µοντέλο παράγει αποτελέσµατα για το κατευθυντικό ενεργειακό φάσµα ανεµογενών θαλάσσιων κυµατισµών, από το οποίο µπορούν να υπολογιστούν διάφορα χρήσιµα µεγέθη, όπως το σηµαντικό ύψος κύµατος (µέση τιµή ύψους του 1/3 των υψηλότερων κυµάτων), η µέση περίοδος και η µέση διεύθυνση του κυµατισµού. Το µοντέλο SWAN προβλέπει επιδράσεις διάθλασης λόγω ρήχωσης και κλίσης του πυθµένα, περίθλασης λόγω τοπογραφίας βυθού, απόσβεσης λόγω τριβής πυθµένα και θραύσης κύµατος λόγω βάθους και αλληλεπίδρασης µε εµπόδια (πχ. κυµατοθραύστες), ενώ επιτρέπει τη µοντελοποίηση της εξασθένησης του κυµατισµού λόγω τυρβωδών φαινοµένων, βλάστησης ή λασπώδους βυθού. Η κυµατική προσοµοίωση έγινε µε χρήση τριών επιπέδων υποβιβασµού κλίµακας, ώστε να εξασφαλιστεί η ακρίβεια των αποτελεσµάτων αλλά και να εξισορροπηθεί το µεγάλο υπολογιστικό κόστος. Τα τρία αυτά επίπεδα απεικονίζονται στην εισαγωγική παρουσίαση της περιοχής µελέτης (σελ. 8). Το ΕΠΙΠΕ Ο 1 περιλαµβάνει όλη τη λεκάνη της Μεσογείου, το ΕΠΙΠΕ Ο 2 αποτελείται από ένα τµήµα της Ανατολικής Μεσογείου και περιέχει την περιοχή των Ελληνικών θαλασσών, ενώ το ΕΠΙΠΕ Ο 3 αντιστοιχεί στις οκτώ παράκτιες περιοχές που επιλέχθηκαν. Η βαθµονόµηση του σχήµατος προσοµοίωσης έγινε βάσει των παραµέτρων σηµαντικού ύψους, µέσης περιόδου και µέσης διεύθυνσης των κυµατισµών. Χρησιµοποιήθηκαν δεδοµένα ανέµου από µετεωρολογικά αριθµητικά µοντέλα, δεδοµένα ανέµου και ύψους κύµατος από δορυφόρους και δεδοµένα κυµατικών µετρήσεων από πλωτήρες του δικτύου ΠΟΣΕΙ ΩΝ (ΕΛΚΕΘΕ), ενώ πραγµατοποιήθηκε και σύγκριση µε επιχειρησιακή υλοποίηση του κυµατικού µοντέλου WAM (οµάδα ατµοσφαιρικών µοντέλων και πρόγνωσης καιρού, ΟΑΜ&ΠΚ, ΕΚΠΑ). Χρησιµοποιώντας ως δεδοµένα εισόδου τα πεδία ανέµου για το σενάριο εκποµπών SRES Α1Β (όπως υπολογίστηκαν από το µοντέλο RegCM3), η κυµατική προσοµοίωση περιλαµβάνει την περίοδο αναφοράς 1961-2000, καθώς επίσης και την περίοδο πρόγνωσης 2000-2100. 17

Στο αριστερά σχήµα απεικονίζεται η µεταβολή του εποχικού προτύπου (µέση µηνιαία τιµή) για το σηµαντικό ύψος κύµατος, σε τέσσερα σηµεία της Μεσογείου (Προσοµοίωση Επιπέδου 1), δύο δυτικά, ένα κεντρικό και ένα ανατολικό, και για τρεις τριακονταετίες από τις οποίες η πρώτη βρίσκεται στην περίοδο αναφοράς και οι άλλες δύο στην περίοδο πρόγνωσης. Οι ανά τριακονταετία µεταβολές των προτύπων είναι µικρές για κάθε σηµείο, ενώ διακρίνεται µία γενική εξασθένιση προς την τελευταία τριακονταετία του 2000, για τους περισσότερους µήνες του χρόνου. Η Εποχικό πρότυπο για το σηµαντικό ύψος κύµατος εικόνα επιβεβαιώνεται κατά την εξέταση της κατανοµής πιθανότητας του σηµαντικού ύψους, της µέσης περιόδου και µέσης διεύθυνσης των κυµατισµών, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήµα, όπου παρουσιάζονται αποτελέσµατα για το σηµείο της κεντρικής Μεσογείου στις τρεις τριακονταετίες. Τόσο στο σηµαντικό ύψος όσο και στη µέση περίοδο, διακρίνεται µία ασθενής συσσώρευση στις χαµηλές τιµές (κοντά στην κορυφή των κατανοµών). Μικρές διαφοροποιήσεις παρατηρούνται και στη µέση διεύθυνση, µε σηµαντικότερη αυτή της περιόδου 2071-2100 οπού εµφανίζεται σχετική αύξηση των κυµατισµών από τον Βορρά σε σχέση µε τους προερχόµενους από τη ύση. Κατανοµή πιθανότητας σηµαντικού ύψους, µέσης περιόδου και µέσης διεύθυνσης 18

ΚΥΜΑΤΙΚΟ ΚΛΙΜΑ Πίεση στην επιφάνεια της θάλασσας για τέσσερις µήνες (ένας για κάθε εποχή) για την περίοδο αναφοράς 1951-2000 (πρώτη στήλη) και οι διαφορές για τις δύο µελλοντικές περιόδους (δεύτερη και τρίτη στήλη) Παρόµοια κατάσταση επικρατεί και στο δεύτερο επίπεδο προσοµοίωσης (ΕΠΙΠΕ Ο 2). Στο παραπάνω σχήµα βλέπουµε την χωρική κατανοµή της µέσης τιµής του σηµαντικού ύψους κύµατος, για τους µήνες υψηλής ενέργειας (Νοέµβριος-Απρίλιος) και τις τρεις τριακονταετίες. Σε συµφωνία µε τα αποτελέσµατα του πρώτου επιπέδου, διακρίνεται και πάλι µία µικρή εξασθένιση της µέσης τιµής κατά την τριακονταετία 2071-2100, ενώ το γενικό πρότυπο της χωρικής κατανοµής είναι αρκετά σταθερό για τις τρεις περιόδους που εξετάσθηκαν. Μέσος τριών ετήσιων µεγίστων σηµ. ύψους σε δύο σηµεία της Ανατολικής Μεσογείου Με σκοπό την εξέταση µεταβολών που σχετίζονται µε ακραία συµβάντα, στο αριστερά σχήµα απεικονίζεται ο µέσος όρος των τριών µεγίστων τιµών σηµαντικού ύψους κύµατος ανά έτος, από το 1950 έως το 2100, για δύο σηµεία Νοτιοανατολικά και Νοτιοδυτικά της Κρήτης. Αν και δεν φαίνεται να επικρατεί κάποια γενική τάση, παρατηρείται σηµαντική διακύµανση ανά χρόνο η οποία φαίνεται να ακολουθεί ανοδικές ή καθοδικές µικρό-τάσεις για περιόδους 20-25 ετών όπως φαίνεται από τον κινούµενο µέσο 5 διαδοχικών µετρήσεων (µπλε γραµµή). Περαιτέρω, η διακύµανση γύρω από τον κινούµενο µέσο δείχνει να αυξάνεται στην περίοδο πρόβλεψης (2000-2100), όπου παρατηρούνται µικρό-τερες τιµές ελαχίστων και µεγαλύτερες τιµές µεγίστων σε σχέση µε την περίοδο 1950-2000. 19

Αποτελέσµατα για περιοχές του τρίτου επιπέδου προσοµοίωσης (ΕΠΙΠΕ Ο 3), παρουσιάζονται στο σχήµα που ακολουθεί. Στην πρώτη στήλη βλέπουµε την χωρική κατανοµή του µέσου σηµαντικού ύψους για την περίοδο 2071-2100 και ακολουθούν οι σηµειακές κατανοµές πιθανότητας (διεύθυνση, σηµαντικό ύψος, περίοδος) για τις τρεις τριακονταετίες. Ενδιαφέρον παρουσιάζει η έντονη επίδραση της τοπογραφίας που γίνεται εµφανής στη χωρική κατανοµή του µέσου σηµαντικού ύψους, και την κατανοµή της µέσης διεύθυνσης. Οι εντονότερες (αλλά µικρές) µεταβολές εµφανίζονται κατά την περίοδο 2071-2100, και κατά κύριο λόγο στην κατανοµή των διευθύνσεων, σε συµφωνία µε τα αποτελέσµατα των δύο προηγούµενων επιπέδων. Στην περίπτωση του κόλπου των Χανίων η κατανοµή σηµαντικού ύψους κύµατος και µέσης περιόδου µετατοπίζεται ελαφρά σε µεγαλύτερες τιµές την τελευταία τριακονταετία, γεγονός που εξηγείται από την ταυτόχρονη αύξηση των κυµατισµών από το Βορρά. 20 Κυµατικές παράµετροι για τις περιοχές Αλεξανδρούπολης-Σαµοθράκης, Παξών, και κόλπου Χανίων

ΚΥΜΑΤΙΚΟ ΚΛΙΜΑ - ΑΚΡΑΙΕΣ ΤΙΜΕΣ Για την ανάλυση ακραίων τιµών και τον προσδιορισµό των µεταβολών των ακραίων κυµατισµών ανάµεσα στο παρόν και στο µελλοντικό κλίµα των ελληνικών θαλασσών, επιλέχθηκαν αντιπροσωπευτικά σηµεία στις οκτώ παράκτιες περιοχές µελέτης (ΕΠΙΠΕ Ο 3). Για την επιλογή των αντιπροσωπευτικών σηµείων στις περιοχές µελέτης πραγµατοποιείται εντοπισµός οµοιογενών περιοχών ως προς το ακραίο κυµατικό κλίµα µε χρήση στατιστικών µέτρων στα πλαίσια της περιοχικής ανάλυσης συχνότητας. Οι χρονοσειρές του ύψους κύµατος από το κυµατικό µοντέλο SWAN στα επιλεγµένα σηµεία υπόκεινται σε διόρθωση µεροληψίας, µε χρήση της µεθόδου µετασχηµατισµού ποσοστιαίων σηµείων που περιλαµβάνει παραµετρικούς ή µη παραµετρικούς µετασχηµατισµούς. Για την ανάλυση των ακραίων τιµών του σηµαντικού ύψους κύµατος (Hs) επιλέγονται οι µέγιστες µηνιαίες τιµές που αντιστοιχούν στις τρεις πεντηκονταετίες του παρόντος (1951-2000), του µεσοπρόθεσµου µελλοντικού (2001-2050) και του µακροπρόθεσµου µελλοντικού (2051-2100) κλίµατος και προσαρµόζεται σ αυτές µια κατάλληλη µη-µόνιµη κατανοµή GEV µε µέχρι δύο αρµονικές συνιστώσες στις τρεις παραµέτρους της. Τα σχήµατα που ακολουθούν παρουσιάζουν την ετήσια µεταβολή των 98% ποσοστιαίων σηµείων του σηµαντικού ύψους κύµατος (εκτίµηση µέγιστης πιθανοφάνειας και 95% διάστηµα εµπιστοσύνης) σε κάποια από τα επιλεγµένα σηµεία µελέτης. Ετήσια µεταβολή του 98% ποσοστιαίου σηµείου του H (Θρακικό Πέλαγος) s Ετήσια µεταβολή του 98% ποσοστιαίου σηµείου του H (Κατάκολο, Ιόνιο Πέλαγος) s 21

Επίπεδα επαναφοράς H (Θρακικό Πέλαγος) s επίπεδο επαναφοράς (συχνότητα εµφάνισης) του Hs στο Θρακικό Πέλαγος. Στο µεγαλύτερο τµήµα των περιοχών του Β. Αιγαίου, οι ακραίες τιµές του Hs το διάστηµα 2001-2050 είναι σηµαντικά µεγαλύτερες από αυτές του παρόντος. Το διάστηµα 2051-2100 παρατηρείται µια σχετική σταθεροποίηση ή µείωση των ακραίων τιµών του Hs, µε αύξηση της αβεβαιότητας εκτίµησης στις µεγάλες περιόδους επαναφοράς. Το αριστερά σχήµα παρουσιάζει το ετήσιο Στην περιοχή του Ν. Αιγαίου, τα σηµεία µελέτης στις παράκτιες περιοχές των Χανίων και του Ηρακλείου, παρουσιάζουν παρόµοια δοµή του µη-µόνιµου µοντέλου GEV και στις τρεις περιόδους µελέτης. Το δεξιά σχήµα παρουσιάζει το ετήσιο επίπεδο επαναφοράς του Hs στην παράκτια περιοχή των Χανίων. Οι ακραίες τιµές του σηµαντικού ύψους κύµατος στην περιοχή παρουσιάζουν µια σχετική σταθερότητα και στις τρεις περιόδους. Επίπεδα επαναφοράς H (Χανιά) s 22 Στο σύνολο των περιοχών που εξετάζονται στο Ιόνιο Πέλαγος, οι ακραίες τιµές του Hs στο διάστηµα 2001-2050 είναι σηµαντικά µεγαλύτερες από αυτές του παρόντος κλίµατος. Το διάστηµα 2051-2100 παρατηρείται µείωση των ακραίων τιµών του Hs σε σχέση µε το µεσοπρόθεσµο µελλοντικό κλίµα. Το ετήσιο επίπεδο επαναφοράς του ύψους κύµατος στην παράκτια περιοχή του Επίπεδα επαναφοράς H (Κατάκολο) s Κ α τ α κό λου παρουσιάζεται σ τ ο αριστερά σχήµα.

ΚΛΙΜΑ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΗΣ ΠΑΛΙΡΡΟΙΑΣ Η µετεωρολογική παλίρροια (storm surge) είναι η µεταβολή που προκαλείται στη Μέση Στάθµη Θάλασσας (ΜΣΘ) υπό την επίδραση της ατµοσφαιρικής πίεσης και των ανέµων και δεν πρέπει να συγχέεται µε την αστρονοµική παλίρροια, που αφορά στις µεταβολές ΜΣΘ λόγω των ελκτικών δυνάµεων µεταξύ γης, σελήνης και ήλιου. Πιο συγκεκριµένα, η απόκριση της ελεύθερης επιφάνειας της θάλασσας µεταβάλλεται ανάλογα µε την πίεση ως εξής: χαµηλές πιέσεις (βαροµετρικά χαµηλά) προκαλούν ανύψωση της στάθµης της θάλασσας, ενώ υψηλές τιµές (βαροµετρικά υψηλά) προκαλούν ταπείνωση της θαλάσσιας επιφάνειας. Παράλληλα, η πνοή του ανέµου δρα επικουρικά και µπορεί να ωθήσει ή να αποµακρύνει µάζες νερού προς τις παράκτιες περιοχές και να προκαλέσει ακόµα µεγαλύτερη ανύψωση ή ταπείνωση της ΜΣΘ. Η προσοµοίωση της µετεωρολογικής παλίρροιας έγινε µε το διδιάστατο υδροδυναµικό µοντέλο (GreCSM: Greek Climatic Surge Model). To GreCSM λαµβάνει υπόψη τις επιδράσεις των ατµοσφαιρικών παραµέτρων (άνεµος, ατµοσφαιρική πίεση) και επιλύοντας τις µέσες στο βάθος εξισώσεις ορµής και συνέχειας, προσδιορίζει την απόκριση της ΜΣΘ. Το µοντέλο βαθµονοµήθηκε κατάλληλα και η ικανότητά του να περιγράψει την εξέλιξη της ΜΣΘ κάτω από το υπάρχον και κατ επέκταση, το είκτης Μετεωρολογικής Παλίρροιας ( ΜΠ) [m] 0.3 0.2 0.1 0 Μέτρηση GreCSM % Απόλυτο σφάλµα Θεσσαλονίκη Ηράκλειο Χίος Αλεξανδρούπολη Λευκάδα Σύγκριση µέτρησης και αποτελεσµάτων του GreCSM 25 20 15 10 5 0 Απόλυτο Σφάλµα [%] µελλοντικό κλίµα επιβεβαιώθηκε συγκρίνοντας τα υπολογιστικά αποτελέσµατα µε διαθέσιµες µετρήσεις παλιρροιογράφων από διάφορους σταθµούς του πεδίου µελέτης, όπως φαίνεται στο σχήµα στα αριστερά, όπου παρουσιάζονται οι τιµές του είκτη Μετεωρολογικής Παλίρροιας ( ΜΠ), που είναι η µέση τιµή των 3 µέγιστων ετήσιων τιµών ΜΣΘ. Τα αποτελέσµατα της προσοµοίωσης για τα 150 χρόνια µελέτης (1951-2100) αναλύθηκαν στατιστικά µε διάφορους τρόπους, µε έµφαση στις µέγιστες τιµές ανύψωσης της ΜΣΘ, οι οποίες µπορούν να δηµιουργήσουν παράκτιες πληµµύρες και προβλήµατα στο φυσικό και ανθρωπογενές περιβάλλον. Στη συνέχεια δίνονται χαρακτηριστικά αποτελέσµατα σε σχέση µε το µέγεθος και τη συχνότητα ακραίων φαινοµένων, καθώς και τη µεταβλητότητα που παρουσιάζουν λόγω του µελλοντικού κλίµατος, επικεντρώνοντας στο Επίπεδο προσοµοίωσης 2 (τµήµα της Α. Μεσογείου που περιλαµβάνει τις Ελληνικές θάλασσες). Σηµειώνεται ότι αντίστοιχη ανάλυση έγινε και για το Επίπεδο προσοµοίωσης 1 (Μεσόγειος Θάλασσα). 23

Η χρονική εξέλιξη της ετήσιας µέγιστης τιµής της ΜΣΘ στις 6 υπο-περιοχές του Επιπέδου 2, που δίνεται στο παρακάτω σχήµα, δείχνει ότι υπάρχουν σηµαντικές διαφορές τόσο στις τάσεις όσο και στις ακραίες τιµές, τόσο χρονικά, όσο και µεταξύ των υπο-περιοχών. Παρατηρείται ότι, αν και οι τιµές ετήσιας µέγιστης ΜΣΘ στο µέλλον (2001-2100) παρουσιάζουν πτωτική τάση στο σύνολο των υπο-περιοχών, υπάρχουν ακραίες τιµές ΜΣΘ στο διάστηµα αυτό που υπερβαίνουν τις αντίστοιχες του παρελθόντος (1951-2000). Τα αποτελέσµατα καταδεικνύουν µια µελλοντική τάση µείωσης των µετεωρολογικών παλιρροιών, εφόσον η εξέλιξη του κλίµατος ακολουθήσει το κλιµατικό σενάριο Α1Β, συνοδευόµενη όµως από ενίσχυση της έντασης των ακραίων φαινοµένων. Σε κάποιες από τις υπο-περιοχές, µάλιστα, όπως το Ν. Αιγαίο και το Λιβυκό, οι ετήσιες µέγιστες τιµές ανύψωσης της στάθµης παρουσιάζουν όχι µόνο µεγαλύτερα αλλά και συχνότερα επεισόδια κατά το διάστηµα 2001-2050. Ειδικά για το δυτικό και νότιο τοµέα του πεδίου (Ιόνιο, Κεντρική Ν. Μεσόγειος και Λιβυκό) υπάρχει παράλληλα αύξηση της διάρκειας των ακραίων επεισοδίων µετεωρολογικής παλίρροιας, ιδιαίτερα κατά το διάστηµα 2001-2050. Ετήσια µέγιστη ΜΣΘ [m] 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 παρελθόν µέλλον παρελθόν µέλλον Ιόνιο 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 Β. Αιγαίο 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 Ιόνιο Κεντρική Ν. Μεσόγειος Λυβύη Β. Αιγαίο Ν. Αιγαίο Λιβυκό Λεβαντίνη Αίγυπτος 20 22 24 26 28 30 Ετήσια µέγιστη ΜΣΘ [m] Ετήσια µέγιστη ΜΣΘ [m] 1951 1971 1991 2011 2031 2051 2071 2091 1 0.8 0.6 0.4 0.2 1951 1971 1991 2011 2031 2051 2071 2091 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 Κεντρική Ν. Μεσόγειος Λιβυκό 1951 1971 1991 2011 2031 2051 2071 2091 1951 1971 1991 2011 2031 2051 2071 2091 0.7 παρελθόν µέλλον παρελθόν µέλλον 1951 1971 1991 2011 2031 2051 2071 2091 0.8 παρελθόν µέλλον παρελθόν µέλλον Χρονική εξέλιξη ετήσιας µέγιστης ΜΣΘ [m] για τις 6 υπο-περιοχές του πεδίου προσοµοίωσης 2 (δίνονται στο χάρτη) 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 Ν. Αιγαίο Λεβαντίνη 1951 1971 1991 2011 2031 2051 2071 2091 24

ΚΛΙΜΑ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΗΣ ΠΑΛΙΡΡΟΙΑΣ Μέγιστη ΜΣΘ 1951-2000 Μέγιστη ΜΣΘ 2001-2050 Μέγιστη ΜΣΘ 2051-2100 Μέση ΜΣΘ 1951-2000 Μέση ΜΣΘ 2001-2050 Μέση ΜΣΘ 2051-2100 Μέγιστη και µέση τιµή ΜΣΘ στο πεδίο µελέτης για κάθε 50ετία (1951-2000, 2001-2050 και 2051-2100) Μελετώντας κάθε 50ετία χωριστά, σε σχέση µε τις µέγιστες και µέσες τιµές της ΜΣΘ που δίνονται στο παραπάνω σχήµα, παρατηρείται ότι κατά τη µεσαία 50ετία του διαστήµατος µελέτης (2001-2050) υπάρχει σηµαντική αύξηση των τιµών της µέγιστης ΜΣΘ στο σύνολο του πεδίου µελέτης. Η τιµές µέγιστης ΜΣΘ αυξάνονται, τόσο σε σχέση µε την προηγούµενη, όσο και µε την επόµενη 50ετία, και φτάνουν τα 0,60-0,85m στο Β. Αιγαίο, τα 0,50-0,60m στο Ν. Αιγαίο, το Ιόνιο και τις περιοχές της Πελοποννήσου και της δυτικής Κρήτης. Κατά την τελευταία 50ετία οι ακραίες τιµές ΜΣΘ µειώνονται σηµαντικά, στα επίπεδα του της παρελθούσας πεντηκονταετίας, µε τιµές µεταξύ 0,35-0,50m για τις ελληνικές θάλασσες. Παράλληλα, οι µέσες τιµές ΜΣΘ κυµαίνονται στα ίδια επίπεδα κατά το διάστηµα 1951-2050, ενώ αναµένεται σηµαντική µείωσή τους κατά την τελευταία 50ετία (2051-2100). 25

Ο είκτης Μετεωρολογικής Παλίρροιας ( ΜΠ), που είναι ο µέσος όρος των 3 ετήσιων µεγίστων της ΜΣΘ, εκφράζει τη στατιστικά σηµαντική τιµή της µέγιστης ΜΣΘ στην παράκτια ζώνη. Στο παρακάτω σχήµα φαίνονται οι µέσες τιµές του ΜΠ κατά µήκος όλης της ακτής του πεδίου µελέτης για τις περιόδους 2001-2050 και 2051-2100. Παρατηρείται ότι η χωρική κατανοµή των τιµών είναι παρόµοια και στις 2 περιόδους, µε µείωση των τιµών ΜΠ από βορά προς νότο. Οι µέγιστες τιµές εντοπίζονται κατά µήκος των ακτών του Β. Αιγαίου, ιδιαίτερα στο βορειοανατολικό τµήµα. Όπως είναι αναµενόµενο, µε βάση και όσα προαναφέρθηκαν σχετικά µε τις τιµές ακραίων γεγονότων για την µελλοντική περίοδο, προβλέπονται σηµαντικά µεγαλύτερες τιµές ΜΠ στο σύνολο των παράκτιων περιοχών κατά την πρώτη 50ετία, σε σχέση µε τη δεύτερη. Έτσι, στο διάστηµα 2001-2050 παρατηρούνται τιµές ΜΠ της τάξης των 0,35-0,47m για το Β. Αιγαίο, 0,3-0,35m στο Ν. Αιγαίο και το Ιόνιο Πέλαγος. Για το διάστηµα 2051-2100 οι τιµές µειώνονται σε 0,35-0,40m στο Β. Αιγαίο, 0,27-0,35m στο Ν. Αιγαίο και τη Ν. Κρήτη, και είναι της τάξης των 0,35m στο Ιόνιο Πέλαγος. ΜΠ [m], 2001-2050 ΜΠ [m], 2051-2100 Γεωγραφικό πλάτος 26 Γεωγραφικό µήκος Γεωγραφικό µήκος Μέση τιµή του ΜΠ [m] κατά µήκος της ακτογραµµής του πεδίου µελέτης για την πρώτη (αριστερά) και τη ου δεύτερη (δεξιά) 50ετία του 21 αιώνα

ΚΛΙΜΑ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΗΣ ΠΑΛΙΡΡΟΙΑΣ - ΑΚΡΑΙΕΣ ΤΙΜΕΣ Για την ανάλυση ακραίων τιµών της µετεωρολογικής παλίρροιας επιλέγονται τα σηµεία των οκτώ περιοχών που έχουν χρησιµοποιηθεί και για το σηµαντικό ύψος κύµατος. Στις µέγιστες µηνιαίες τιµές που αντιστοιχούν στις τρεις περιόδους µελέτης προσαρµόζονται κατάλληλες µη- µόνιµες κατανοµές GEV µε µέχρι δύο αρµονικές συνιστώσες στις τρεις παραµέτρους τους. Τα σχήµατα που ακολουθούν παρουσιάζουν την ετήσια µεταβολή των 98% ποσοστιαίων σηµείων της µετεωρολογικής παλίρροιας (εκτίµηση µέγιστης πιθανοφάνειας και 95% διάστηµα εµπιστοσύνης) σε κάποια από τα επιλεγµένα σηµεία του Αιγαίου και του Ιονίου Πελάγους. Στην περιοχή του Β. Αιγαίου στο διάστηµα 1951-2000 παρατηρείται αιχµή των ακραίων τιµών τον πρώτο µήνα του χειµώνα. Κατά τη διάρκεια της περιόδου 2001-2050, η αιχµή της ακραίας µετεωρολογικής παλίρροιας µετατοπίζεται στο τέλος του χειµώνα, ενώ για την περίοδο 2051-2100, αυτή καλύπτει το σύνολο των χειµερινών µηνών και τους πρώτους µήνες της άνοιξης. Στην περιοχή του Ν. Αιγαίου και του Ιονίου Πελάγους, η αιχµή των ακραίων τιµών καλύπτει τους χειµερινούς και τους πρώτους µήνες της άνοιξης για το παρόν κλίµα, ενώ εµφανίζεται µέσα στην άνοιξη ειδικότερα για το µεσοπρόθεσµο µελλοντικό διάστηµα. Η αβεβαιότητα εκτίµησης των ακραίων τιµών του µεγέθους κατά την περίοδο 2001-2050 εµφανίζεται αυξηµένη. Ετήσια µεταβολή του 98% ποσοστιαίου σηµείου της µετ. παλίρροιας (Θρακικό Πέλαγος) Ετήσια µεταβολή του 98% ποσοστιαίου σηµείου της µετ. παλίρροιας (Χανιά) Ετήσια µεταβολή του 98% ποσοστιαίου σηµείου της µετ. παλίρροιας (Κατάκολο) 27

28 Στο σύνολο των περιοχών του Β. Αιγαίου, οι ακραίες τιµές της µετεωρολογικής παλίρροιας στο διάστηµα 2001-2050 εµφανίζονται σηµαντικά αυξηµένες σε σχέση µε αυτές του παρόντος κλίµατος. Το δ ι ά σ τ η µ α 2 0 5 1-2 1 0 0 παρατηρείται σηµαντική µείωση των ακραίων τιµών του µεγέθους Επίπεδα επαναφοράς της µετ. παλίρροιας (Θρακικό Πέλαγος) σε σχέση µε το 2001-2050. Το αριστερά σχήµα παρουσιάζει το ετήσιο επίπεδο επαναφοράς της µετεωρολογικής παλίρροιας στο Θρακικό Πέλαγος. Στο Ν. Αιγαίου, τα σηµεία µελέτης στην παράκτια περιοχή των Χανίων και του Ηρακλείου, παρουσιάζουν αύξηση των ακραίων τιµών της µετεωρολογικής παλίρροιας στο διάστηµα 2001-2050 και σηµαντική µείωσή της στο διάστηµα 2051-2100. Την περίοδο 2001-2050 παρουσιάζεται σηµαντική αύξηση Επίπεδα επαναφοράς της µετ. παλίρροιας (Χανιά) της αβεβαιότητας εκτίµησης. Το δεξιά σχήµα παρουσιάζει το ετήσιο επίπεδο επαναφοράς της µετεωρολογικής παλίρροιας στην περιοχή των Χανίων. Στο µεγαλύτερο τµήµα των περιοχών που εξετάζονται στο Ιόνιο Πέλαγος, οι ακραίες τιµές της µετεωρολογικής παλίρροιας στο διάστηµα 2001-2050 παρουσιάζουν σχετική σταθερότητα σε σχέση µε το παρόν κλίµα. Το διάστηµα 2051-2100 παρατηρείται σηµαντική µείωση των Επίπεδα επαναφοράς της µετ. παλίρροιας (Κατάκολο) ακραίων τιµών του µεγέθους ως προς το 2001-2050. Το αριστερά σχήµα παρουσιάζει το ετήσιο επίπεδο επαναφοράς της µετεωρολογικής παλίρροιας στην περιοχή του Κατακόλου.

ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ ΠΑΡΑΚΤΙΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΣΕ ΚΑΤΑΚΛΥΣΗ Για τον υπολογισµό της τρωτότητας σε κατάκλυση τόσο για την περίοδο αναφοράς (1951-2000), όσο και για τις µελλοντικές περιόδους (2001-2050, 2051-2100) χρησιµοποιείται ένας δείκτης τρωτότητας (FVI), η εκτίµηση του οποίου βασίζεται στη χρήση µιας ενδιάµεσης παραµέτρου (FIP) και στη µεταξύ τους σχέση όπως αυτή παρουσιάζεται στο παρακάτω σχήµα. Η ενδιάµεση παράµετρος FIP είναι συνάρτηση (α) της κυµατικής αναρρίχησης (Ru) λόγω της επίδρασης των κυµατικών καταιγίδων και εκτιµάται µε τη βοήθεια ενός εµπειρικού τύπου, (β) της µετεωρολογικής παλίρροιας (ξ) και (γ) του ύψους του µετώπου της ακτής (Β) που εξάγεται από το ψηφιακό µοντέλο εδάφους. Η τρωτότητα εκτιµήθηκε για τις περιοχές µελέτης, που έχουν αναφερθεί προηγούµενα µε δύο προσεγγίσεις, που διαφοροποιούνται ως προς τον υπολογισµό της κυµατικής αναρρίχησης και της µετεωρολογικής παλίρροιας. Για την αξιολόγηση των αποτελεσµάτων χρησιµοποιήθηκε ένα µοντέλο µη γραµµικών κυµατισµών που βασίζεται στις εξισώσεις Boussinesq και έγινε σύγκριση της κυµατικής αναρρίχησης, αλλά και της τρωτότητας για ένα χαρακτηριστικό προφίλ της κάθε περιοχής. Η 1η µεθοδολογία στηρίζεται στην κατηγοριοποίηση όλων των κυµατικών καταιγίδων που προκύπτουν από την προσοµοίωση του κυµατικού κλίµατος, µε βάση το ενεργειακό τους περιεχόµενο και στον υπολογισµό µέσων τιµών του Ru και του ξ για κάθε κατηγορία ξεχωριστά. Οι τιµές αυτές χρησιµοποιούνται για τον υπολογισµό της FIP και στη συνέχεια για την εκτίµηση του δείκτη τρωτότητας για κάθε κατηγορία ξεχωριστά. Οι κατηγορίες µε τα χαρακτηριστικά των κυµατικών καταιγίδων για την περιοχή των Χανίων παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα. ιάγραµµα εκτίµησης δείκτη τρωτότητας σε κατάκλυση Σηµεία Κατηγορίες (συντετ.) Καταιγίδων P5.1 (23.95 ο 25.80 ο ) Storms D (h) 1951-2000 1951-1999 2001-2050 2000-2049 2051-2100 2050-2099 Hs (m) Tp (sec) EC (m 2 h) ξ (m) Storms D (h) Με τη 2η µεθοδολογία εξετάζεται η επίδραση του ακραίου κυµατικού κλίµατος στην τρωτότητα των ακτών. Για τον υπολογισµό της FIP χρησιµοποιούνται τιµές της κυµατικής αναρρίχησης µε βάση ακραίες τιµές του Hs όπως επίσης και ακραίες τιµές της µετεωρολογικής παλίρροιας ξ. Οι ακραίες τιµές προσδιορίζονται για περιόδους επαναφοράς από 2 έως και 500 έτη. Hs (m) Tp (sec) EC (m 2 h) ξ (m) Storms D (h) Hs (m) Tp (sec) 1 249 13 2,6 8,0 84 0,02 203 11 2,5 7,9 63 0,02 345 15 2,6 8,1 96 0,00 2 72 32 3,1 8,4 230 0,01 118 24 2,9 8,3 160 0,01 87 45 3,3 8,6 350 0,01 3 40 45 3,5 8,8 381 0,04 105 39 3,3 8,6 314 0,02 22 65 3,9 9,1 622 0,01 4 21 60 3,9 9,1 600 0,09 18 59 4,1 9,2 617 0,01 8 84 4,6 9,7 1020 0,09 5 13 87 5,0 9,8 1180 0,09 12 83 4,5 9,6 1034 0,05 3 118 6,3 10,3 2002 0,10 EC (m 2 h) ξ (m) 29

Από τη φόρτιση των περιοχών µε τις καταιγίδες της κατηγορίας 5, που είναι και η δυσµενέστερη, προκύπτει ότι όλες οι περιοχές εκτός αυτής της Πάργας εµφανίζουν αυξηµένη τρωτότητα για το µελλοντικό κυµατικό κλίµα. Πιο συγκεκριµένα οι περιοχές της Θράκης και της Λέσβου εµφανίζονται ιδιαίτερα τρωτές την περίοδο 2001-2051, ενώ οι περιοχές της Κατερίνης, του Κατάκολου, των Χανίων και του Η ρ α κ λ ε ί ο υ ε µ φ α ν ί ζ ο υ ν αύξηση της τρωτότητας τους Κατερίνη: Τρωτότητα σε κατάκλυση για τις καταιγίδες της 5ης κατηγορίας την περίοδο 2051-2100. 30 Από την εκτίµηση της τρωτότητας σε κατάκλυση για το ακραίο κυµατικό κλίµα προκύπτει ότι για τις ακτές του Β.Αιγαίου (Θράκη, Κατερίνη, Λέσβος) θα υπάρξει αύξηση της τρωτότητας περισσότερο κατά την περίοδο 2001-2050 και λιγότερο κατά την περίοδο 2051-2100. Για κυµατισµούς µε περίοδο επαναφοράς 10 έτη και για την περιοχή της Θράκης το 80% των προφίλ παρουσιάζεται ιδιαίτερα τρωτό. Αντίστοιχα, για την περιοχή της Κατερίνης το ποσοστό αυτό φτάνει το 70%, ενώ για την περιοχή της Λέσβου µόνο το 35% (κυρίως στο δυτικό τµήµα). Για τις περιοχές του Ιονίου (Πάργα, Κατάκολο) αναµένεται µικρή αύξηση της τρωτότητας και στις 2 µελλοντικές περιόδους σε σχέση µε αυτήν για την περίοδο αναφοράς. Και στις 2 περιοχές ένα ποσοστό των προφίλ κοντά στο 60% εµφανίζει υψηλή τρωτότητα για κυµατισµούς µε περίοδο επαναφοράς 10 έτη. Τέλος, οι περιοχές της Β. Κρήτης εµφανίζουν ιδιαίτερα µεγάλη τρωτότητα για το παρόν Κατάκολο: Τρωτότητα σε κατάκλυση για κυµατισµούς µε Tr=10 έτη κυµατικό κλίµα και η επίδραση του µελλοντικών κυµατικών συνθηκών δεν αναµένεται να επιφέρει σηµαντικές µεταβολές. Πιο συγκεκριµένα στην περιοχή των Χανίων και για περίοδο επαναφοράς 5 έτη το 65% των προφίλ εµφανίζει υψηλή τρωτότητα και για τις 3 χρονικές περιόδους. Για την περιοχή του Ηρακλείου και για την ίδια περίοδο επαναφοράς το σύνολο των προφίλ εµφανίζεται ιδιαίτερα τρωτό. Για µεγαλύτερες περιόδους επαναφοράς από αυτές που προαναφέρθηκαν, το σύνολο των προφίλ εµφανίζει πολύ µεγάλη τρωτότητα.

ΕΠΙ ΡΑΣΗ Κ.Α. ΣΕ ΠΑΡΑΚΤΙΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ Στην ενότητα αυτή εξετάζεται η απόκριση λιµενικών και παράκτιων έργων υπό την επίδραση της ΚΑ, ενώ προτείνονται τρόποι αναβάθµισής τους. Η διερεύνηση βασίζεται στη χρήση µαθηµατικών µοντέλων που περιγράφουν τη µετάδοση των γραµµικών κυµατισµών στον παράκτιο χώρο και στο εσωτερικό των λιµένων. Επιπρόσθετα για την αναβάθµιση των κατασκευών εφαρµόζονται εµπειρικές σχέσεις από τη σχετική βιβλιογραφία. Εξετάζονται ως case studies, ο Λιµένας Αλεξανδρούπολης, ως τυπικό λιµενικό έργο κυµατοπροστασίας καθώς οι ύφαλοι κυµατοθραύστες στην Παραλία Κατερίνης, ως ένα έργο προστασίας των ακτών από τη διαβρωτική δράση των κυµατισµών. O χρόνος ζωής για τον οποίο σχεδιάζονται τα παράκτια τεχνικά έργα είναι της τάξης των 50 ετών για ακραία γεγονότα µε περίοδο επαναφοράς 50 ετών. ορυφορική εικόνα Λιµένα Αλεξανδρούπολης Εξετάζεται η απόκριση τόσο του προσήνεµου κυµατοθραύστη όσο και της λιµενολεκάνης για την περίοδο αναφοράς (1951-2000) καθώς και την µελλοντική περίοδο (2001-2050). Για τις περιόδους αυτές χρησιµοποιούνται οι αντίστοιχες ακραίες τιµές του ύψους κύµατος και τις µετεωρολογικής παλίρροιας καθώς και η αύξηση της ΜΣΘ. ιατοµή προσήνεµου κυµατοθραύστη Λιµένα Αλεξανδρούπολης 31