ΣΥΝΑΦΕΙΑ ΑΝΕΜΟΛΟΓΙΚΟΥ ΚΑΙ ΚΥΜΑΤΙΚΟΥ ΚΑΘΕΣΤΏΤΟΣ ΤΩΝ ΕΛΛΗΝΙΚΩΝ ΘΑΛΑΣΣΩΝ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΉ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΥΝΑΦΕΙΑ ΑΝΕΜΟΛΟΓΙΚΟΥ ΚΑΙ ΚΥΜΑΤΙΚΟΥ ΚΑΘΕΣΤΏΤΟΣ ΤΩΝ ΕΛΛΗΝΙΚΩΝ ΘΑΛΑΣΣΩΝ Ελένη Τζώρτζη Επιβλέποντες καθηγητές: Αναπ. Καθηγητής Καραμπάς Θεοφάνης Δρ. Σουκισιάν Τακβόρ Μυτιλήνη, 7 1

Τριμελής επιτροπή: Αναπ. Καθηγητής Καραμπάς Θεοφάνης Δρ. Σουκισιάν Τακβόρ Επικ. Καθηγητής Ζερβάκης Βασίλειος

Ευχαριστίες Αρκετοί ήταν οι άνθρωποι που, γνωρίζοντας το ή όχι, βοήθησαν στην πραγματοποίηση της παρούσας πτυχιακής εργασίας και στην ολοκλήρωση των προπτυχιακών μου σπουδών. Κάποιοι με τις πολύτιμες συμβουλές τους και την καθοδήγησή τους, άλλοι με την ηθική και οικονομική τους στήριξη και άλλοι, πάλι, με την παρέα τους και όντας δίπλα μου στις δύσκολες και πιεστικές στιγμές. Σε όλους αυτούς οφείλω ένα μεγάλο ευχαριστώ που με έφεραν πιο κοντά στην επίτευξη του στόχου μου. Ευχαριστώ θερμά τον κ. Τακβόρ Σουκισιάν για την εμπιστοσύνη που έδειξε προς το άτομο μου, επιλέγοντας με να δουλέψω δίπλα του, καθώς και για τις πολλές ώρες δουλειάς που αφιέρωσε μαζί μου, τη γνώση που μου μετέδωσε και συνεχίζει να μου μεταδίδει, τις πολύτιμες συμβουλές και την καθοδήγηση του καθ όλη τη διάρκεια της συνεργασίας μας. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον κ. Χρήστο Αναγνώστου για τη σημαντική βοήθεια και το χρόνο που μου αφιέρωσε κατά τη συνεργασία μας, για τις συζητήσεις μας και τις συμβουλές του, αλλά και για την κατανόηση του απέναντι στις ανησυχίες μου. Κυρίως, όμως, τον ευχαριστώ γιατί υπήρξε συχνά πηγή έμπνευσης και δύναμης κατά τη διάρκεια των προπτυχιακών σπουδών μου, οδηγώντας με τελικά σε μια βαθύτερη αγάπη για το περιβάλλον και την επιστήμη. Τους ερευνητές και τους επιστήμονες του ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. που συνέβαλαν με τον τρόπο τους στην διεκπεραίωση της πτυχιακής μου εργασίας. Ένα μεγάλο ευχαριστώ στην οικογένειά μου που όλα αυτά τα χρόνια με στήριζε και με στηρίζει, ηθικά και οικονομικά, σε κάθε μου βήμα, τρέλα ή επιθυμία. Τέλος, αλλά όχι τελευταίους, όλους τους φίλους μου που βοήθησαν, ο καθένας με το δικό του τρόπο, στην ολοκλήρωση της παρούσας εργασίας, αλλά κυρίως γιατί με έκαναν να χαμογελάω τις δύσκολες στιγμές και μου έδιναν κουράγιο να συνεχίσω όταν όλα φάνταζαν μακριά και συχνά αδύνατα. Επιπλέον, ένα μεγάλο ευχαριστώ σε αυτούς που μου παρείχαν σπίτι όταν ήμουν μακριά από το δικό μου: το Γιώργο, την Ισιδώρα και την Ιωαννίτσα στη Μυτιλήνη, τον Raoul, τη Χριστίνα, την Κατερίνα και την Ειρήνη στην Αθήνα. 3

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Εισαγωγή. Σκοπός της εργασίας.6 σελ.. Ανεμολογικά και κυματολογικά δεδομένα των ελληνικών θαλασσών..8 σελ..1 Το μοντέλο WAM- cycle 4.8 σελ.. Ατμοσφαιρικό μοντέλο προσομοίωσης.8 σελ..3 Κυματικό μοντέλο προσομοίωσης.9 σελ..3.1 Περιγραφή του κυματικού μοντέλου..1 σελ..3. Πλέγμα επίλυσης και ανάλυση κυματικού μοντέλου.1 σελ..4 Περιγραφή ανεμολογικών και κυματικών δεδομένων της παρούσας εργασίας............11 σελ. 3. Γενική περιγραφή ανεμολογικού και κυματικού καθεστώτος των ελληνικών θαλασσών...13 σελ. 3.1 Γενικά...13 σελ. 3. Κυματικό και ανεμολογικό καθεστώς των ελληνικών θαλασσών σε ετήσια βάση 14 σελ. 3.3 Κυματικό και ανεμολογικό καθεστώς των ελληνικών θαλασσών σε εποχιακή βάση....16 σελ. 4. Μεθοδολογία. 5 σελ. 4.1 Εποχικότητα.....5 σελ. 4. Συσχέτιση.....5 σελ. 4..1 Φυσική ερμηνεία των διαγραμμάτων διασποράς... 6 σελ. 4.3 Πλήρως αναπτυγμένες καταστάσεις θάλασσας 7 σελ. 4.3.1 Ειδικά κυματικά φαινόμενα 7 σελ. 5. Αριθμητικά αποτελέσματα..9 σελ. 5.1 Στοιχειώδης περιοχή 6 (Χειμώνας, Άνοιξη, Καλοκαίρι, Φθινόπωρο).9 σελ. 5. Στοιχειώδης περιοχή 13)...4 σελ. 5.3 Στοιχειώδης περιοχή 3...53 σελ. 5.4 Στοιχειώδης περιοχή 3...66 σελ. 5.5 Στοιχειώδης περιοχή 4....8 σελ. 5.6 Στοιχειώδης περιοχή 39...94 σελ. 5.7 Στοιχειώδης περιοχή 8..16 σελ. 5.8 Στοιχειώδης περιοχή 46.119 σελ. 5.9 Στοιχειώδης περιοχή 54..13 σελ. 5.1 Στοιχειώδης περιοχή 59...146 σελ. 5.11 Στοιχειώδης περιοχή 63....161 σελ. 4

6. Συμπεράσματα. Προτάσεις για μελλοντική έρευνα. 177 σελ. 6.1 Συμπεράσματα.....177 σελ. 6. Προτάσεις για μελλοντική έρευνα... 181 σελ. 7. Βιβλιογραφικές παραπομπές.....18 σελ. 5

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ. ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Η παρούσα εργασία αποτελεί συνέχεια και επέκταση προηγούμενης πτυχιακής εργασίας, η οποία πραγματοποιήθηκε από τη φοιτήτρια Αθηνά Κόκκαλη του τμήματος Επιστημών της Θάλασσας. Η εργασία εκείνη είχε τίτλο Κυματολογικά Καθεστώτα των Ελληνικών Θαλασσών και εκπονήθηκε το 6. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η περαιτέρω μελέτη των μέσων καταστάσεων θάλασσας που συναντώνται στον ελλαδικό χώρο, σε συνδυασμό, αυτή τη φορά, με τα ανεμολογικά πρότυπα που επικρατούν σε αυτόν, οδηγώντας, έτσι, σε μια πιο ολοκληρωμένη περιγραφή του ανεμολογικού και κυματικού καθεστώτος των ελληνικών θαλασσών. Ειδικότερα θα εστιαστούμε στη μελέτη του βαθμού ανάπτυξης των καταστάσεων θάλασσας, σε αναφορά με την ταχύτητα και την κατεύθυνση ανέμου, καθώς και το μήκος και τη διάρκεια πνοής. Η περιοχή μελέτης αφορά στη Βορειοανατολική Μεσόγειο και πιο συγκεκριμένα περιλαμβάνει το Ιόνιο, το Θρακικό, το Αιγαίο και το Κρητικό πέλαγος καθώς και την περιοχή νότια της Κρήτης, το Λιβυκό πέλαγος. Η περιοχή αυτή περικλείεται μεταξύ των παραλλήλων 34-41 Β και των μεσημβρινών - 9 Α. Η δομή της παρούσας εργασίας είναι η ακόλουθη: Το δεύτερο κεφάλαιο αναφέρεται στα ανεμολογικά και κυματολογικά δεδομένα των ελληνικών θαλασσών που χρησιμοποιήθηκαν και τα οποία προκύπτουν ως αποτελέσματα από το συνδυασμό του μοντέλου πρόγνωσης κυμάτων WAM-Cycle 4 και του μετεωρολογικού μη υδροστατικού μοντέλου ETA. Επιπλέον, γίνεται συνοπτική περιγραφή των ανωτέρω αριθμητικών μοντέλων προσομοίωσης, καθώς και της διαδικασίας διαχωρισμού του ελλαδικού χώρου σε στοιχειώδεις περιοχές μελέτης, έκτασης 1 x1. Η επιλογή των τελικών περιοχών προς μελέτη βασίστηκε στη γεωγραφική θέση κάθε περιοχής και στα στατιστικά χαρακτηριστικά του κυματικού της κλίματος. Στο τρίτο κεφάλαιο ακολουθεί μια γενική περιγραφή του ανεμολογικού και κυματικού καθεστώτος των ελληνικών θαλασσών σε ετήσια και σε εποχιακή βάση καθώς και αναφορά στα κυριότερα χαρακτηριστικά διάδοσης ανέμου και κύματος σε μακροχρόνια βάση. Εν συνεχεία, στο τέταρτο κεφάλαιο αναπτύσσεται η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε για τη στατιστική επεξεργασία των ανεμολογικών και κυματικών δεδομένων που χρησιμοποιήθηκαν τελικά στην παρούσα εργασία. Πιο συγκεκριμένα, στο κεφάλαιο αυτό προσδιορίζεται αρχικά η συμπεριφορά των δεδομένων στο πεδίο του χρόνου και ακολούθως, αναπτύσσονται οι λόγοι που υιοθετήθηκε η συγκεκριμένη στατιστική μέθοδος. Οι μεταβλητές που επιλέχθηκαν είναι το σημαντικό ύψος κύματος και το τετράγωνο της ταχύτητας του ανέμου. Επιπλέον, περιλαμβάνεται εκτενής περιγραφή του τρόπου ομαδοποίησης των δεδομένων και των βημάτων της στατιστικής τους επεξεργασίας. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αριθμητικά αποτελέσματα που προέκυψαν από τη στατιστική επεξεργασία των ανεμολογικών και κυματολογικών δεδομένων σε κάθε μία στοιχειώδη περιοχή και στη συνέχεια γίνεται η αναλυτική ερμηνεία τους. 6

Το έκτο κεφάλαιο συνοψίζει τα συμπεράσματα που προκύπτουν με βάση τα αριθμητικά αποτελέσματα της στατιστικής επεξεργασίας των δεδομένων. Με βάση αυτά τα αποτελέσματα διαχωρίζονται 3 συγκεκριμένοι τύποι συσχέτισης ανεμολογικού και κυματικού καθεστώτος στις ελληνικές θάλασσες. Το κεφάλαιο αυτό κλείνει με την παρουσίαση ορισμένων προτάσεων για μελλοντική έρευνα. Τέλος, στο έβδομο κεφάλαιο παραθέτονται οι βιβλιογραφικές παραπομπές που χρησιμοποιήθηκαν για την εκπόνηση της παρούσας εργασίας. 7

. ΑΝΕΜΟΛΟΓΙΚΑ ΚΑΙ ΚΥΜΑΤΟΛΟΓΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΤΩΝ ΕΛΛΗΝΙΚΩΝ ΘΑΛΑΣΣΩΝ.1 Το μοντέλο WAM- cycle 4 Το WAM-cycle 4 (ή WAM για συντομία) είναι ένα φασματικό κυματικό μοντέλο τρίτης γενιάς, που υπολογίζει την εξέλιξη του δισδιάστατου φάσματος της κυματικής ενέργειας με μία σαφή αναλυτική μέθοδο, χωρίς καμία a priori υπόθεση για τη μορφή του. Επιλύει την εξίσωση μεταφοράς για βαθύ και ρηχό νερό, συμπεριλαμβάνοντας διάθλαση λόγω βάθους και παρουσίας ρευμάτων (σταθερού βάθους και πεδίου ρευμάτων μόνο). Η ενεργοποίηση του μπορεί να γίνει για οποιοδήποτε πλέγμα (τοπικό ή μεγαλύτερο) με προκαθορισμένα τοπογραφικά δεδομένα. Ενσωμάτωση πλέγματος σε άλλο είναι επίσης δυνατή, ενώ επιτρέπονται διακοπές και επανεκκινήσεις των προσομοιώσεων. Το μοντέλο εξάγει πολλές φασματικές κυματικές παραμέτρους, όπως το σημαντικό ύψος κύματος, τη μέση κυματική κατεύθυνση και συχνότητα, το ύψος και τη μέση κατεύθυνση της αποθάλασσας, τα πεδία τάσης του ανέμου διορθωμένα κατά τον παράγοντα της επαγόμενης κυματικής τάσης (wave-induced wind stress) και το συντελεστή σύρσης (drag coefficient) σε κάθε κομβικό σημείο του πλέγματος για επιλεγμένες χρονικές στιγμές, καθώς και το δισδιάστατο φάσμα του κυματισμού σε επιλεγμένα σημεία και χρονικές στιγμές. To φασματικό κυματικό μοντέλο WAM έχει εγκατασταθεί σε περισσότερα από 35 ινστιτούτα παγκοσμίως και χρησιμοποιείται για ερευνητικές αλλά και επιχειρησιακές εφαρμογές. Επίσης, εφαρμόζεται για την παρουσίαση και βελτιστοποίηση κυματικών δεδομένων από δορυφόρους (Soukissian & Prospathopoulos, 3). Πριν προχωρήσουμε στην παρουσίαση του μοντέλου WAM, είναι σκόπιμο να περιγράψουμε σε συντομία το μετεωρολογικό μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή του πεδίου ανέμου. Τα πεδία αυτά χρησιμοποιούνται ως είσοδος του μοντέλου WAM καθώς και για τη στατιστική ανάλυση που ακολουθεί στο κεφάλαιο 4. Τέλος, να σημειωθεί ότι οι πληροφορίες αυτές πάρθηκαν από τον υπό έκδοση Άτλαντα ανέμου και κύματος των ελληνικών θαλασσών του ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. Αναλυτικές επισκοπήσεις των τρόπων μελέτης των ανεμογενών θαλάσσιων κυματισμών με χρήση εργαλείων στοχαστικής ανάλυσης παρουσιάζονται στις μονογραφίες Kinsman (1984), Massel (1996), Ochi (1998), Goda (), Tucker, Pitt (1).. Ατμοσφαιρικό μοντέλο προσομοίωσης Τo ατμοσφαιρικό μοντέλο ολοκληρώθηκε σε μια ευρύτερη περιοχή που κάλυπτε μεγάλο μέρος της Ευρώπης και της Βόρειας Αφρικής (Σχήμα.1). Η χωρική διακριτότητα του καθορίστηκε στο.1 x.1 της μοίρας (περίπου 911 x km) και το χρονικό βήμα ολοκλήρωσης σε 36sec. Κατά την κατακόρυφο χρησιμοποιήθηκαν 38 επίπεδα που εκτείνονται από την επιφάνεια μέχρι την κορυφή του μοντέλου (περίπου στα 16 km). 8

Τα μετεωρολογικά δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για τον καθορισμό των αρχικών και πλευρικών οριακών συνθηκών του μοντέλου προέρχονται από τα πεδία ανάλυσης που διατίθενται από το European Center for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). Τα δεδομένα είναι διαθέσιμα με ανάλυση.5 x.5 της μοίρας σε 16 ισοβαρικά επίπεδα (1, 95, 85, 7, 5, 4, 3, 5,, 15, 1, 7, 5, 3,, και 1 hpa) και παρέχονται ανά 6 ώρες (για τις ώρες, 6, 1, and 18 UTC). Επίσης, από το ECMWF αντλήθηκαν τα δεδομένα για τον καθορισμό της εδαφικής θερμοκρασίας και εδαφικής υγρασίας στα 4 εδαφικά στρώματα (που ορίζονται στα βάθη 7cm, 8cm, 1cm και 55cm, αντίστοιχα) καθώς και της θερμοκρασίας της επιφάνειας της θάλασσας. Τα δεδομένα αυτά είναι επίσης σε ανάλυση.5 x.5 της μοίρας. Μεταξύ των μετεωρολογικών προϊόντων που προέκυψαν από την εφαρμογή του βελτιωμένου ατμοσφαιρικού μοντέλου, βλ. Messinger et al. (1988), Kallos et al. (1997), Papadopoulos et al. (), είναι το ανεμολογικό πεδίο (ταχύτητα και διεύθυνση του ανέμου) στα 1 μέτρα. Το πεδίο αυτό αναλύθηκε για την παραγωγή των ανεμολογικών δεδομένων του Άτλαντα, και χρησιμοποιήθηκε ως συνιστώσα ατμοσφαιρικής επίδρασης (atmospheric forcing) στο κυματικό μοντέλο. Σχήμα.1. Περιοχή εφαρμογής του ατμοσφαιρικού μοντέλου (Πηγή: Άτλαντας ανέμου και κύματος των ελληνικών θαλασσών, Εκδ. ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε., 7).3 Κυματικό μοντέλο προσομοίωσης Ο βασικός πυρήνας του συστήματος πρόγνωσης κυματισμών για την γεωγραφική περιοχή της Μεσογείου και της Μαύρης Θάλασσας περιλαμβάνει το συνδυασμό του μοντέλου πρόγνωσης κυμάτων WAM-Cycle 4 και του μετεωρολογικού μη υδροστατικού μοντέλου ETA το οποίο παρέχει στο κυματικό μοντέλο τα ανεμολογικά πεδία (ταχύτητα και διεύθυνση ανέμου στα 1 μέτρα πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας) για την περιοχή μελέτης. Η χωρική ανάλυση και των δύο μοντέλων είναι ξηράς θάλασσας, γεγονός που οδηγεί στην αποφυγή πολλαπλών γραμμικών παρεμβολών για τον υπολογισμό του ανέμου στα στοιχεία επίλυσης του κυματικού μοντέλου..1 σε γεωγραφικό μήκος και πλάτος, έχουν δε περίπου ίδιες μάσκες 9

Η προσομοίωση του αριθμητικού μοντέλου κυματισμών αφορά τελικά στον υπολογισμό της χωροχρονικής κατανομής του κυματικού φάσματος στο πλέγμα επίλυσης, χρησιμοποιώντας ως δράση τα πεδία ανέμου του μετεωρολογικού μοντέλου που παρέχονται σε τρίωρη βάση για το χρονικό διάστημα 1995 4. Σαν ολοκληρωμένα προϊόντα αυτού του κυματικού φάσματος προκύπτουν το σημαντικό ύψος κύματος, η μέση περίοδος και η μέση διεύθυνση διάδοσης του κυματισμού, ενώ από την κατανομή του κυματικού φάσματος προκύπτουν η περίοδος κορυφής και η κυματική ενέργεια που αναφέρεται στο χαμηλόσυχνο και στο υψίσυχνο τμήμα του κυματικού φάσματος..3.1 Περιγραφή του κυματικού μοντέλου Το κυματικό μοντέλο WAM, βλ. WAMDI Group (1988), Komen et al. (1994), είναι ένα από τα αρτιότερα και πιο διαδεδομένα κυματικά μοντέλα στον κόσμο (χρησιμοποιείται σήμερα από περισσότερες από 1 ερευνητικές ομάδες για εφαρμογές σε τοπικό και παγκόσμιο επίπεδο και στα περισσότερα κέντρα πρόγνωσης). Η εφαρμογή που περιγράφεται εδώ στηρίζεται στο WAM-Cycle 4, κυματικό μοντέλο τρίτης γενιάς, τροποποιημένο έτσι ώστε: i) να είναι εφικτή η χρησιμοποίησή του (τόσο από πλευράς ακρίβειας όσο και από πλευράς απαιτούμενης υπολογιστικής ισχύος) σε εφαρμογές υψηλής χωρικής διακριτοποίησης, και ii) να παρέχει επιτυχείς προγνώσεις σε παράκτιες περιοχές όπου η επίδραση του βυθού στην θραύση των κυμάτων είναι σημαντική. Το μοντέλο WAM επιλύει τη χωροχρονική εξέλιξη του διδιάστατου κυματικού φάσματος λαμβάνοντας υπόψη τη δράση του ανέμου, τις μη γραμμικές αλληλεπιδράσεις των κυματισμών και την κυματική απόσβεση. Οι μη γραμμικές αλληλεπιδράσεις αφορούν σε φαινόμενα συντονισμού σε κυματικές τετράδες, ενώ η κυματική απόσβεση περιλαμβάνει την απόσβεση λόγω θραύσης (white-capping) και την απόσβεση λόγω τριβής πυθμένα. Συνοπτικά, στο μοντέλο WAM λαμβάνονται υπόψη τα ακόλουθα κυματικά φαινόμενα: Κυματική διάδοση στον χώρο και στον χρόνο Δημιουργία κύματος λόγω ανέμου Διάθλαση κυματισμών (λόγω μεταβολής βαθυμετρίας ή παρουσίας ρεύματος) Τετραδικές μη γραμμικές αλληλεπιδράσεις κυματισμών Θραύση κυματισμών Επιδράσεις τριβής βυθού.3. Πλέγμα επίλυσης και ανάλυση κυματικού μοντέλου Το πλέγμα του κυματικού μοντέλου Μεσογείου Μαύρης Θάλασσας καλύπτει την γεωγραφική περιοχή 7 Δ 4 Α και 3.5 Β 47.5 Β (Σχήμα.), με χωρική διακριτοποίηση.1 x.1. Η γεωγραφική κάλυψη αυτού του πλέγματος θεωρείται επαρκής για την σωστή ανάπτυξη και διάδοση κυματικών σχηματισμών που αφορούν τις δύο θαλάσσιες λεκάνες. Η βαθυμετρία των δύο λεκανών στην χωρική ανάλυση του πλέγματος επίλυσης προήλθε από διγραμμική αριθμητική παρεμβολή της 1

παγκόσμιας βαθυμετρίας/τοπογραφίας ETOPO ( 1 ) χωρικής ανάλυσης της μοίρας (1 της μοίρας = 185 m στον ισημερινό) και κατακόρυφης ακρίβειας 1 m. Σε ρηχές περιοχές των δύο λεκανών, όπου σε ορισμένες περιπτώσεις υπήρξε αστοχία της παραπάνω βάσης, εισήχθησαν διορθώσεις βάσει ναυτικών χαρτών της Υδρογραφικής Υπηρεσίας του Π. Ναυτικού. Τέλος, σημειώνεται ότι η φασματική ανάλυση του μοντέλου περιλαμβάνει 3 φασματικές συχνότητες (παράθυρα) με λογαριθμική κατανομή ( fi 1 1.1 f, με i ελάχιστη συχνότητα.5hz και μέγιστη.793hz) και 4 φασματικές διευθύνσεις (ανάλυση 15 ). Σχήμα.. Βαθυμετρικός χάρτης της Μεσογείου και Μαύρης Θάλασσας, όπως χρησιμοποιείται από το κυματικό μοντέλο WAM (Πηγή: Άτλαντας ανέμου και κύματος των ελληνικών θαλασσών, Εκδ. ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε., 7).4 Περιγραφή ανεμολογικών και κυματικών δεδομένων της παρούσας εργασίας Τα στοιχεία που χρησιμοποιήθηκαν για την εκπόνηση της παρούσας εργασίας αποτελούν χρονοσειρές του προγνωστικού μοντέλου WAM, η διάρκεια των οποίων είναι 1 έτη (1995-4). Η συλλογή τους έχει την αφετηρία της την 1 η Ιανουαρίου και ώρα : μέχρι την 1 η Ιανουαρίου, ώρα : του επόμενου έτους, ολοκληρώνοντας έτσι μια ετήσια χρονοσειρά, ενώ τα δεδομένα συλλέγονται συνολικά 8 φορές την ημέρα (ανά 3ωρο). Οι προσομοιώσεις αυτές αφορούν στο σημαντικό ύψος κύματος (Hs ), στη μέση διεύθυνση κύματος (Hd ), στην περίοδο κορυφής φάσματος (Hp ), στη μέση περίοδο (Tm ), στην ταχύτητα ανέμου (Ws ) καθώς και στη διεύθυνση του (Wd ). Ο όγκος πληροφορίας που παρέχεται από το μοντέλο είναι πολύ μεγάλος λόγω της υψηλής χωρικής του ανάλυσης (1/1 ), με αποτέλεσμα σε κάθε τετραγωνική μοίρα να αντιστοιχούν 1*1=1 σημεία πρόγνωσης. Έτσι, προκύπτουν συνολικά 181 σημεία στον άξονα φ και 141 σημεία στον άξονα λ, δίνοντας ένα συνολικό αριθμό 5.51 ( 1 ) U.S. Department of Commerce, National Oceanic and Atmospheric Administration, National Geophysical Data Centre, 6. -minute Gridded Global Relief Data 11

σημείων (181*141= 5.51) για την περιοχή που μελετήθηκε τελικά στην παρούσα εργασία και δείχνεται στο σχήμα.3. Για το λόγο αυτό, έγινε αρχικά σύμπτυξη των σημείων σε στοιχειώδη τετράγωνα με διαστάσεις 1 x 1. Οι περιοχές αυτές θα ονομάζονται στη συνέχεια στοιχειώδεις περιοχές. Κάθε στοιχειώδης περιοχή θεωρήθηκε ότι είναι στατιστικά ομοιογενής και ως εκ τούτου, το κυματικό και ανεμολογικό καθεστώς της περιγράφεται ικανοποιητικά από το κεντρικό κομβικό της σημείο. Με τη διαδικασία αυτή προκύπτουν οι 63 περιοχές του σχήματος.3, από τις οποίες επιλέχθηκαν τελικά με τη βοήθεια της μέσης τιμής του σημαντικού ύψους κύματος 11, εξαιτίας του μεγάλου όγκου δεδομένων που προκύπτουν από τις χρονοσειρές της δεκαετίας 1995-4. Οι 11 στοιχειώδεις περιοχές που αποτέλεσαν τις περιοχές μελέτης της παρούσας εργασίας θεωρούνται ότι καλύπτουν ικανοποιητικά τις ελληνικές θάλασσες και είναι οι εξής: 6, 13, 3, 8, 3, 39, 4, 46, 54, 59 και 63. Σχήμα.3. Οι στοιχειώδεις περιοχές ( 1 *1 ) της περιοχής μελέτης 1

3.1 Γενικά 3. ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΝΕΜΟΛΟΓΙΚΟΥ ΚΑΙ ΚΥΜΑΤΙΚΟΥ ΚΑΘΕΣΤΩΤΟΣ ΤΩΝ ΕΛΛΗΝΙΚΩΝ ΘΑΛΑΣΣΩΝ Το Αιγαίο είναι μια ημίκλειστη θάλασσα με πολλά νησιωτικά συμπλέγματα. Τα μήκη πνοής είναι σχετικά μικρά στους νοητούς άξονες από βορρά προς νότο και από ανατολικά προς δυτικά και αντιστρόφως. Αντίθετα, σχετικά μεγάλα μήκη πνοής παρατηρούνται στο νοητό άξονα νότου βορρά αλλά επηρεάζουν μόνον το νοτιοανατολικό και νοτιοδυτικό τμήμα των ελληνικών θαλασσών και ειδικότερα τα στενά Κυθήρων-Κρήτης, Κάσου-Κρήτης και Καρπάθου-Ρόδου, καθώς και το βόρειο τμήμα του Λιβυκού Πελάγους (νοτίως της Κρήτης). Τα ανωτέρω, σε συνδυασμό με τις αρκετά περιορισμένες διάρκειες πνοής και τις σχετικά χαμηλές αποθάλασσες, έχει ως αποτέλεσμα η γενική εικόνα του κυματικού δυναμικού των ελληνικών θαλασσών να εμφανίζεται αρκετά ήπια καθ όλη τη διάρκεια του έτους. Παρόλα αυτά, όχι και τόσο σπάνια, παρατηρούνται ακραία καιρικά και κυματικά φαινόμενα σε ορισμένες περιοχές, τα οποία χαρακτηρίζονται από υψηλές εντάσεις ανέμου και μεγάλα ύψη κύματος αντίστοιχα, με μικρές όμως διάρκειες των σχετικών φαινομένων. Οι περιοχές αυτές είναι συνήθως στενά, όπου οι εντάσεις του ανέμου και τα ύψη του κύματος ενισχύονται σημαντικά λόγω του φαινομένου του καναλισμού (channeling effect). Κυματισμοί αποθάλασσας παρατηρούνται σε πολύ συγκεκριμένες περιοχές και είναι σχετικά μικρού ύψους. Οι περιοχές αυτές χαρακτηρίζονται από μεγάλα ελεύθερα μήκη πνοής και βρίσκονται περιμετρικά του νοητού τόξου του Αιγαίου,( βλ. σχετικά τη διακεκομμένη γραμμή στο Σχήμα 3.1). Τα σχήματα της κυματικής διάδοσης και της πνοής του ανέμου στις ελληνικές θάλασσες έχουν συστηματικό και ιδιαίτερο ενδιαφέρον σε τρεις σαφώς καθορισμένες θαλάσσιες περιοχές: Α) την περιοχή βορείως των Κυκλάδων, Β) τα στενά Κυθήρων-Κρήτης καθώς και Γ) τα στενά Κάσου-Κρήτης και Καρπάθου-Ρόδου, (βλ. Σχήμα 3.1), (Σουκισιάν Τ. και άλλοι, 7). 13

4 41 4 Axis A 39 38 Α φ, γεωγρ. πλάτος (latitude) 37 36 35 Β AxisA Γ 34 ΠΕΡΙΟΧΗ ΑΠΟΘΑΛΑΣΣΩΝ Axis A1 33 3 31 3 19 1 3 4 5 6 7 8 9 3 λ, γεωγρ. μήκος (longitude) Σχήμα 3.1: Περιοχές έντονου κυματικού και ανεμολογικού καθεστώτος των ελληνικών θαλασσών (Πηγή: Άτλαντας ανέμου και κύματος των ελληνικών θαλασσών, Εκδ. ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε., 7) 3. Κυματικό και ανεμολογικό καθεστώς των ελληνικών θαλασσών σε ετήσια βάση Είναι φανερό ότι σε μέση ετήσια βάση, οι πιο έντονες ανεμολογικές και κυματικές συνθήκες, όπως προκύπτουν από τα αποτελέσματα του μοντέλου WAM, επικρατούν στο νοτιότερο τμήμα του στενού μεταξύ Κάσου και Κρήτης. Επιπλέον, τα στενά μεταξύ Κρήτης και Κυθήρων καθώς επίσης μεταξύ Ρόδου και Καρπάθου είναι περιοχές με σημαντικό ανεμολογικό και κυματικό δυναμικό. Το ανεμολογικό και κυματικό δυναμικό που δημιουργείται στο άκρο των στενών των Δαρδανελίων και 14

διαδίδεται από το Βόρειο Αιγαίο Πέλαγος προς το νότο, εκτονώνεται στο σύμπλεγμα των Κυκλάδων, καθιστώντας το στο εσωτερικό του, σε μέση ετήσια βάση, περιοχή με ηπιότερες ανεμολογικές και κυματικές συνθήκες. Από την άλλη πλευρά, ενώ οι βορειοανατολικές Κυκλάδες, αποτελούν εμπόδιο στη διάδοση των κυματισμών και τη ροή του ανέμου από το βορειότερο τμήμα του Αιγαίου Πελάγους ταυτόχρονα, μέσω του καναλισμού, καθοδηγούν και ενισχύουν τα ανεμολογικά και κυματικά πεδία κυρίως προς τα νοτιοανατολικά. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα, σε συγκεκριμένα στενά των Κυκλάδων να παρατηρούνται εντάσεις ανέμου και κύματος σαφώς μεγαλύτερες από τις επικρατούσες στις όμορες περιοχές. Επιπλέον, στη διάδοση αυτή υπάρχει μια χαρακτηριστική περιοχή στο Κεντρικό Αιγαίο βορείως των Κυκλάδων, όπου το δυναμικό γίνεται μέγιστο (η περιοχή αυτή εκτείνεται υπό τοξοειδή μορφή από το ύψος περίπου του στενού Ικαρίας-Μυκόνου προς τα βορειοανατολικά). Η συγκεκριμένη περιοχή χαρακτηρίζεται ως η δυσμενέστερη κατά μέσο όρο ολόκληρου του Αιγαίου Πελάγους. Άλλες χαρακτηριστικές περιοχές έντονου ανεμολογικού και κυματικού δυναμικού είναι οι έξοδοι των στενών Κάσου-Κρήτης, Κυθήρων-Κρήτης και Καρπάθου-Ρόδου. Καθ όλη τη διάρκεια του έτους, οι επικρατούντες άνεμοι στην περιοχή του Αιγαίου προέρχονται από τον βόρειο τομέα με μέτριες γενικά εντάσεις, και είναι αυτοί που διαμορφώνουν τα σχήματα της κυματικής διάδοσης (Σουκισιάν Τ. και άλλοι, 7). 4 41 4 39 latitude ( o ) 38 37 36 35 34 33 3 U w (m/s) 8 7 6 5 4 3 1 31 19 1 3 4 5 6 7 8 9 3 longitude ( o ) Σχήμα 3.: Ετήσια χωρική κατανομή της μέσης τιμής για την ταχύτητα του ανέμου (Ws ) (Πηγή: Άτλαντας ανέμου και κύματος των ελληνικών θαλασσών, Εκδ. ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε., 7) 15

4 41 4 39 latitude ( o ) 38 37 36 35 34 33 3 31 19 1 3 4 5 6 7 8 9 3 longitude ( o ) H s (m) Σχήμα 3.3: Ετήσια χωρική κατανομή της μέσης τιμής για το σημαντικό ύψος κύματος ( S (Πηγή: Άτλαντας ανέμου και κύματος των ελληνικών θαλασσών, Εκδ. ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε., 7) 1.3 1. 1.1 1.9.8.7.6.5.4.3..1 H ) 3.3 Κυματικό και ανεμολογικό καθεστώς των ελληνικών θαλασσών σε εποχιακή βάση Σε γενικές γραμμές, το εντονότερο ανεμολογικό και κυματικό καθεστώς απαντάται κατά τη διάρκεια του χειμώνα, ενώ ακολουθούν σε φθίνουσα σειρά το καλοκαίρι, η άνοιξη και το φθινόπωρο. Μάλιστα, οι δύο τελευταίες εποχές χαρακτηρίζονται από τις ίδιες περίπου εντάσεις ανέμου. Στο Αιγαίο Πέλαγος, η κυματική ανάπτυξη και διάδοση λαμβάνει χώρα κατά μήκος ενός καμπυλόγραμμου άξονα (Axis A), ο οποίος εκτείνεται από την Ίμβρο μέχρι περίπου το στενό Ικαρίας-Μυκόνου στο Κεντρικό Αιγαίο, αποτελώντας το πιο ενδιαφέρον χαρακτηριστικό της θάλασσας αυτής, (Σχήμα 3.1). Κατά τη διάρκεια της καλοκαιρινής περιόδου, ο άξονας αυτός στρέφεται ελαφρώς προς τα δεξιά και χωρίζεται σε δύο ημιάξονες (Axis A1 και Axis A) που διέρχονται από τα στενά Κάσου-Κρήτης και Ρόδου-Καρπάθου, αντίστοιχα. Η περιστροφή αυτή του άξονα ακολουθεί τη συμπεριφορά των μελτεμιών, τα οποία διαμορφώνουν σε μεγάλο βαθμό τα σχήματα της κυματικής διάδοσης στο Αιγαίο την εποχή αυτή. Αντίθετα, όσον αφορά στο Ιόνιο Πέλαγος η κατάσταση είναι περισσότερο σύνθετη και διαμορφώνεται με ιδιαίτερο τρόπο ανάλογα με την εξεταζόμενη εποχή, καθόσον 16

δεν εμφανίζεται κάποια συστηματική συμπεριφορά. Το γεγονός αυτό οφείλεται ενδεχομένως στην συνύπαρξη ανεμογενών κυματισμών και αποθαλασσών καθ όλη τη διάρκεια του έτους στην περιοχή, καθώς και στα πολύπλοκα πρότυπα πνοής του ανέμου. Χειμώνας Το χειμώνα, οι υψηλότερες μέσες τιμές της ταχύτητας του ανέμου ( Ws ) παρατηρούνται στο Βόρειο και Κεντρικό Αιγαίο, τις περιοχές ανάμεσα στην Κρήτη- Κάσο, στη Ρόδο-Κάρπαθο, καθώς και στην Κρήτη-Κύθηρα, (Σχήμα 3.4). Ειδικότερα, για το Βόρειο και Κεντρικό Αιγαίο, ισχυροί άνεμοι μέσης ταχύτητας 8 m /sec πνέουν κατά μήκους του νοητού άξονα που εκτείνεται από την Ίμβρο μέχρι την Άνδρο, ενώ εξίσου έντονο ανεμολογικό καθεστώς απαντάται, επίσης, ανοικτά των δυτικών ακτών της Κρήτης. Επιπλέον, τα στενά ανάμεσα στη Ρόδο και την Κάρπαθο και τις ανατολικές ακτές της Κρήτης και της Κάσου (περιοχή Γ, σχήμα 3.1) χαρακτηρίζονται επίσης από υψηλές ταχύτητες ανέμου, που πνέουν συνήθως από τον τομέα κατεύθυνσης 7-33. 4 41 4 39 latitude ( o ) 38 37 36 35 34 33 3 U w (m/s) 9 8 7 6 5 4 3 1 31 19 1 3 4 5 6 7 8 9 3 longitude ( o ) Σχήμα 3.4: Χωρική κατανομή της μέσης τιμής για την Ws το χειμώνα (Πηγή: Άτλαντας ανέμου και κύματος των ελληνικών θαλασσών, Εκδ. ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε., 7) Αντίστοιχα, όσον αφορά στο κυματικό καθεστώς, οι υψηλότερες μέσες τιμές του σημαντικού ύψους κύματος ( Hs ) αγγίζουν τα 1.7 m και 1.6 m και παρατηρούνται στην ευρύτερη περιοχή νότια των στενών Κρήτης-Κυθήρων και Κρήτης-Κάσου 17

αντίστοιχα, (Σχήμα 3.5). Στη δεύτερη περιοχή, οι επικρατούσες κατευθύνσεις κυματικής διάδοσης ανήκουν στο τομέα 3-33. Αντίθετα, το Αιγαίο και ένα μεγάλο τμήμα του Ιονίου Πελάγους χαρακτηρίζονται από καταστάσεις θάλασσας μέχρι 1.3 m, ενώ στο νότιο τμήμα του Ιονίου το σημαντικό ύψος κύματος φτάνει μέχρι τα 1.6 m με επικρατούσα κατεύθυνση διάδοσης 4-7. 4 41 4 39 latitude ( o ) 38 37 36 35 34 33 3 H s (m) 31 19 1 3 4 5 6 7 8 9 3 longitude ( o ) Σχήμα 3.5: Χωρική κατανομή της μέσης τιμής για το H S το χειμώνα (Πηγή: Άτλαντας ανέμου και κύματος των ελληνικών θαλασσών, Εκδ. ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε., 7) 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1. 1.1 1.9.8.7.6.5.4.3..1 Άνοιξη Την ανοιξιάτικη περίοδο, σημειώνεται μια μικρή, κατά μέσο όρο, μείωση στις ταχύτητες του ανέμου. Οι πιο ισχυροί άνεμοι (7m sec) παρατηρούνται σε μια περιορισμένη σχετικά περιοχή νοτιοδυτικά των δυτικών ακτών της Κρήτης. Στο Βόρειο και Κεντρικό Αιγαίο, στα στενά μεταξύ Ρόδου-Καρπάθου και μεταξύ Κάσου- Κρήτης καθώς και σε μια μεγάλη περιοχή του Λιβυκού Πελάγους, η μέση ταχύτητα του ανέμου είναι 6 m /sec, ενώ οι επικρατούσες κατευθύνσεις ανήκουν στο τομέα 7-3. Η συμπεριφορά αυτή χαρακτηρίζει επίσης μια μικρή περιοχή ανοικτά των νοτιοανατολικών ακτών της Πελοποννήσου (Σχήμα 3.6). 18

4 41 4 39 latitude ( o ) 38 37 36 35 U w (m/s) 7 6 5 34 4 33 3 3 1 31 19 1 3 4 5 6 7 8 9 3 longitude ( o ) Σχήμα 3.6: Χωρική κατανομή της μέσης τιμής για την Ws την άνοιξη (Πηγή: Άτλαντας ανέμου και κύματος των ελληνικών θαλασσών, Εκδ. ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε., 7) Το κυματικό δυναμικό παρουσιάζεται μερικώς μειωμένο την εποχή αυτή. Η υψηλότερη τιμή σημαντικού ύψους κύματος είναι 1.3 m και παρατηρείται σε μια μικρή περιοχή ανοικτά των νοτιοδυτικών ακτών της Κρήτης με επικρατούσα κατεύθυνση διάδοσης 3-33, ενώ νότια των στενών Κάσου- Κρήτης- Καρπάθου, το σημαντικό ύψος κύματος φτάνει τα 1. m με επικρατούσες κατευθύνσεις διάδοσης στον τομέα 7-3. Στο Αιγαίο Πέλαγος, το σημαντικό ύψος κύματος φτάνει το 1 m στα στενά Μυκόνου-Ικαρίας (Σχήμα 3.7). 19

4 41 4 39 latitude ( o ) 38 37 36 35 34 33 3 31 19 1 3 4 5 6 7 8 9 3 longitude ( o ) Σχήμα 3.7: Χωρική κατανομή της μέσης τιμής για το H S την άνοιξη (Πηγή: Άτλαντας ανέμου και κύματος των ελληνικών θαλασσών, Εκδ. ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε., 7) H s (m) 1.3 1. 1.1 1.9.8.7.6.5.4.3..1 Καλοκαίρι Το καλοκαίρι σημειώνεται μια μικρή ενίσχυση της μέσης ταχύτητας του ανέμου σε σχέση με την άνοιξη. Ειδικότερα, οι περιοχές ανάμεσα στη Μύκονο και την Ικαρία και οι νότιες-νοτιοδυτικές ακτές της Κρήτης χαρακτηρίζονται από έντονους ανέμους (8m sec). Το ίδιο συμβαίνει και στα στενά Ρόδου-Καρπάθου και Κάσου-Κρήτης, καθώς και σε μια μικρή περιοχή νότια του τελευταίου, όπου οι επικρατούσες κατευθύνσεις του ανέμου βρίσκονται στο τομέα 7-3. Οι άνεμοι αυτοί αντιστοιχούν σαφέστατα στα μελτέμια που αποτελούν το κυρίαρχο ανεμολογικό χαρακτηριστικό των Ελληνικών θαλασσών κατά τη θερινή περίοδο (Σχήμα 3.8).

4 41 4 39 latitude ( o ) 38 37 36 35 34 33 3 U w (m/s) 9 8 7 6 5 4 3 1 31 19 1 3 4 5 6 7 8 9 3 longitude ( o ) Σχήμα 3.8: Χωρική κατανομή της μέσης τιμής για την Ws το καλοκαίρι (Πηγή: Άτλαντας ανέμου και κύματος των ελληνικών θαλασσών, Εκδ. ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε., 7) Την περίοδο αυτή, η μέγιστη τιμή, κατά μέσο όρο, του σημαντικού ύψους κύματος ισούται με 1.3 m και απαντάται νοτιοανατολικά της Καρπάθου, με επικρατούσα κατεύθυνση διάδοσης 7-3, καθώς και στα στενά Μυκόνου-Ικαρίας. Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό αυτής της εποχής είναι η εντελώς διαφορετική χωρική συμπεριφορά των καταστάσεων θάλασσας στην περιοχή του Ιονίου Πελάγους σε σχέση με τις υπόλοιπες τρεις εποχές. Η υψηλότερη τιμή κατά μέσο όρο, του σημαντικού ύψους κύματος στο Ιόνιο είναι.9 m, με επικρατούσα κατεύθυνση διάδοσης 3-33. Ο πιο πιθανός λόγος αυτής της συμπεριφοράς είναι η αντίθετη με τη φορά των δεικτών του ρολογιού στροφή της κατεύθυνσης του ανέμου πάνω από το Ιόνιο (Σχήμα 3.9). 1

4 41 4 39 latitude ( o ) 38 37 36 35 34 H s (m) 1.3 1. 1.1 1.9.8.7.6 33 3 31 19 1 3 4 5 6 7 8 9 3 longitude ( o ) Σχήμα 3.9: Χωρική κατανομή της μέσης τιμής για το H S το καλοκαίρι (Πηγή: Άτλαντας ανέμου και κύματος των ελληνικών θαλασσών, Εκδ. ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε., 7).5.4.3..1 Φθινόπωρο Τέλος, όσον αφορά στη φθινοπωρινή περίοδο, οι υψηλότερες μέσες ταχύτητες ανέμου ( 7m sec) παρατηρούνται στην περιοχή των Β. Κυκλάδων (παράλληλα με το νοητό άξονα Άνδρου, Τήνου, Μυκόνου έως το ύψος της Ικαρίας), καθώς και σε μια μικρή περιοχή του στενού Κάσου-Κρήτης (Σχήμα 3.1). Άνεμοι μικρότερης εντάσεως ( 6m sec) πνέουν στο Βόρειο και Κεντρικό Αιγαίο, σε ένα μικρό τμήμα της θαλάσσιας περιοχής νοτιοανατολικά της Πελοποννήσου και στις ευρύτερες περιοχές των στενών Κρήτης-Κυθήρων και Ρόδου-Καρπάθου-Κάσου-Κρήτης. Στην τελευταία περιοχή, οι άνεμοι πνέουν κατά κανόνα από τον τομέα 7-33.

4 41 4 39 latitude ( o ) 38 37 36 35 U w (m/s) 7 6 5 34 4 33 3 3 1 31 19 1 3 4 5 6 7 8 9 3 longitude ( o ) Σχήμα 3.1: Χωρική κατανομή της μέσης τιμής για την Ws το φθινόπωρο (Πηγή: Άτλαντας ανέμου και κύματος των ελληνικών θαλασσών, Εκδ. ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε., 7) Οι πιο έντονες, κατά μέσο όρο, καταστάσεις θάλασσας (1. m ) παρατηρούνται ανοικτά των νοτιοδυτικών ακτών της Κρήτης και αναφέρονται σε μια πολύ μικρή περιοχή. Ελαφρώς μειωμένες τιμές σημαντικού ύψους κύματος (1.1 m ) με επικρατούσες κατευθύνσεις διάδοσης στο τομέα 3-33, χαρακτηρίζουν την περιοχή που εκτείνεται από τα στενά Κάσου-Κρήτης προς τα νοτιοανατολικά (Σχήμα 3.11). Τέλος, για την περιοχή του Αιγαίου, το σημαντικό ύψος κύματος φτάνει το 1 m στην περιοχή που εκτείνεται από την Αμοργό προς τα βορειοδυτικά. Αξίζει ακόμα να σημειωθεί ότι, κατά τη διάρκεια του χειμώνα και του φθινοπώρου, τα σχήματα κυματικής διάδοσης είναι παρόμοια για όλο τον ελληνικό θαλάσσιο χώρο. 3

4 41 4 39 latitude ( o ) 38 37 36 35 34 33 3 H s (m) 1. 1.1 1.9.8.7.6.5.4.3. 31 19 1 3 4 5 6 7 8 9 3 longitude ( o ) Σχήμα 3.11: Χωρική κατανομή της μέσης τιμής για το H S το φθινόπωρο (Πηγή: Άτλαντας ανέμου και κύματος των ελληνικών θαλασσών, Εκδ. ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε., 7) Συνοψίζοντας, οι πιο έντονες κατά μέσο όρο καταστάσεις θάλασσας εμφανίζονται κατά τη διάρκεια του χειμώνα, ενώ κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και της άνοιξης παρουσιάζεται μια μικρή μείωση. Το φθινόπωρο τέλος, είναι η πιο ήσυχη εποχή σε ότι αφορά το κυματικό δυναμικό..1 4

4. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ 4.1 Εποχικότητα Με τον όρο στασιμότητα των δεδομένων εννοείται ότι τα στατιστικά χαρακτηριστικά τους και συγκεκριμένα τα αριθμητικά περιληπτικά μέτρα τους (π.χ. mean, variance) δεν μεταβάλλονται με την πάροδο του χρόνου. Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία δεν είναι στάσιμα, αλλά παρουσιάζουν εποχικότητα (π.χ. το σημαντικό ύψος κύματος Hs εξαρτάται από την εποχή του χρόνου). Για το λόγο αυτό, πραγματοποιήθηκε αρχικά ο εποχικός διαχωρισμός τους, κατά τον οποίο κατασκευάστηκαν 4 εποχικά (seasonal) αρχεία για κάθε στοιχειώδη περιοχή μελέτης που περιείχαν τις τιμές όλων των παραμέτρων για την περίοδο αυτή, με βάση τις χρονοσειρές της δεκαετίας 1995-4: i) Χειμώνας (Δεκέμβριος, Ιανουάριος, Φεβρουάριος), ii) Άνοιξη (Μάρτιος, Απρίλιος, Μάιος), iii) Καλοκαίρι (Ιούνιος, Ιούλιος, Αύγουστος) και iv) Φθινόπωρο (Σεπτέμβριος, Οκτώβριος, Νοέμβριος). Στη συνέχεια, λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι το σημαντικό ύψος κύματος (Hs ) είναι ανάλογο της ταχύτητας του ανέμου (Ws ) και ειδικότερα του τετραγώνου της ταχύτητας του ανέμου ( Ws ), και σε μεγάλο βαθμό εξαρτάται από το ελεύθερο μήκος πνοής (fetch length), τη διάρκεια πνοής (fetch duration) καθώς και την κατεύθυνση πνοής (Wd ) του ανέμου, ακολούθησε περαιτέρω διαχωρισμός των δεδομένων. Η κατεύθυνση πνοής του ανέμου χωρίστηκε σε 1 τομείς κατεύθυνσης ανά 3, δηλαδή -3, 3-6,, 33-36 και με βάση τα αρχικά εποχικά αρχεία κάθε στοιχειώδους περιοχής, κατασκευάστηκαν, ακολούθως, εποχικά αρχεία ανά τομείς κατεύθυνσης ανέμου για κάθε μία από τις 11 επιλεγμένες στοιχειώδεις περιοχές μελέτης. 4. Συσχέτιση Επιθυμώντας αρχικά τη μελέτη της συσχέτισης (correlation) των δεδομένων, κατασκευάστηκαν, με τη βοήθεια του στατιστικού προγράμματος Statistica, διαγράμματα διασποράς (Scatterplot diagrams) ανάμεσα στο σημαντικό ύψος κύματος (Hs ) και στο τετράγωνο της ταχύτητας του ανέμου ( Ws ) για κάθε μία στοιχειώδη περιοχή και εποχή, με σκοπό τη διαμόρφωση μιας πρώτης εικόνας για τη σχέση μεταξύ του ανεμολογικού και κυματικού καθεστώτος. Εν συνεχεία, στοχεύοντας σε μια πιο λεπτομερή περιγραφή της σχέσης αυτής, ακολούθησε η παραγωγή διαγραμμάτων διασποράς με βάση τα εποχικά αρχεία ανά τομέα κατεύθυνσης ανέμου ανάμεσα στις ίδιες παραμέτρους. Στην προκείμενη φάση της μελέτης, αναζητήθηκαν οι επικρατέστεροι άνεμοι που πνέουν σε κάθε στοιχειώδη περιοχή και κατασκευάστηκαν διαγράμματα διασποράς μόνο για τους ανέμους που ανήκαν στους τομείς κατεύθυνσης με τις 3 μεγαλύτερες συχνότητες εμφάνισης για κάθε εποχή (αξίζει να σημειωθεί ότι σε ορισμένες περιπτώσεις οι επικρατέστεροι τομείς κατεύθυνσης ανέμου ήταν μόνο, με την έννοια ότι η συχνότητα εμφάνισης των άλλων τομέων ήταν αμελητέα). Η επιλογή αυτή έγινε αφενός για λόγους αξιοπιστίας των στατιστικών συμπερασμάτων που θα εξαχθούν και αφετέρου, διότι οι άνεμοι που πνέουν με τις μεγαλύτερες συχνότητες εμφάνισης κάθε εποχή, είναι οι πιο αντιπροσωπευτικοί του ανεμολογικού καθεστώτος της κάθε στοιχειώδους περιοχής. 5

Στα διαγράμματα διασποράς που παρουσιάζονται στη συνέχεια, απεικονίζεται η βέλτιστη ευθεία των ελαχίστων τετραγώνων. Η ευθεία αυτή είναι της μορφής: Hs a bws (4.1) και μέσω της μεθόδου των ελαχίστων τετραγώνων με τη βοήθεια του προγράμματος Statistica, υπολογίζονται οι συντελεστές a και b. 4..1 Φυσική ερμηνεία των διαγραμμάτων διασποράς Η ερμηνεία των εποχικών, όσο και των ανά κατεύθυνση, διαγραμμάτων διασποράς καθώς και της τιμής του συντελεστή συσχέτισης r (correlation coefficient), ο οποίος δηλώνει το βαθμό συσχέτισης μεταξύ των δύο σχετιζόμενων μεταβλητών, απορρέει από το συνδυασμό πολλών παραγόντων που εν δυνάμει συμμετέχουν στη διαμόρφωση του κυματικού καθεστώτος. Αρχικά, λήφθηκε υπόψη η γεωγραφική θέση της στοιχειώδους περιοχής μελέτης, με σκοπό την εξακρίβωση του ελεύθερου μήκους πνοής του ανέμου (fetch length), δηλαδή της απόστασης που διανύει ο άνεμος χωρίς να συναντήσει εμπόδια (στεριά) κατά την πνοή του. Μάλιστα, σε πολλές περιπτώσεις ήταν αναγκαία η διερεύνηση κατευθύνσεων ανέμου από συγκεκριμένο τομέα για να εξακριβωθεί αν ήταν δυνατή η δίοδος του ανέμου ανάμεσα από δύο ή περισσότερα εμπόδια (νησιά) και ακολούθως το επακριβές ελεύθερο μήκος πνοής του σε κάθε περίπτωση. Στις περιπτώσεις αυτές ακολουθούσε μελέτη των στατιστικών χαρακτηριστικών του Hs και του Ws για εντοπισμό συμβάντων όπου το μεγάλο ελεύθερο μήκος πνοής του ανέμου αντιστοιχούσε σε μεγαλύτερα σημαντικά ύψη κύματος και ικανοποιητικές εντάσεις ανέμου. Τέλος, με βάση τη γεωγραφική θέση της περιοχής μελέτης, ήταν εφικτή η διαπίστωση του βαθμού συμβολής και άλλων σχετικών παραγόντων και πιο συγκεκριμένα του φαινόμενου του καναλισμού και καταστάσεων αποθάλασσας που επηρεάζουν με τη σειρά τους τη διαμόρφωση του κυματικού καθεστώτος. Όλα τα παραπάνω στοιχεία, διασαφηνίζουν μέχρι ένα σημείο το βαθμό που επιτρέπεται στο κυματικό καθεστώς να αναπτυχθεί σε καλή συμφωνία με το ανεμολογικό. Έτσι, για την καλύτερη ερμηνεία του τρόπου διαμόρφωσης των εν λόγω καταστάσεων θάλασσας και ιδιαίτερα σε περιπτώσεις όπου οι παραπάνω παράγοντες διαμόρφωσης αδυνατούσαν να ερμηνεύσουν ικανοποιητικά το βαθμό ανάπτυξης της κατάστασης θάλασσας, κατασκευάζονταν line plots της ταχύτητας του ανέμου, ώστε να διερευνηθεί, παράλληλα, και η διάρκεια πνοής του τελευταίου (fetch duration). Επιπλέον, καταληκτικό στάδιο της διεργασίας αυτής, αποτέλεσε η μελέτη της απόκλισης της γραμμής παλινδρόμησης από μια κλασσική ιδανική καμπύλη, η οποία αντιστοιχεί σε καταστάσεις θάλασσας πλήρως ανεπτυγμένες, με στόχο τη διαπίστωση ή όχι της τάσης του συστήματος για τη διαμόρφωση τέτοιων θαλασσών. Συνοψίζοντας λοιπόν, σε κάθε διάγραμμα διασποράς που μελετάται, εξετάσθηκαν όλοι ή ορισμένοι από τους παρακάτω παράγοντες: οι περιοχές με μεγάλες πυκνότητες σημείων ακραία σημεία του διαγράμματος (outliers) ( Ws, Hs ) 6

η ταχύτητα ανέμου (σε περιπτώσεις επικράτησης πολύ ασθενών ανέμων, ήταν αδύνατη η εξαγωγή αξιόλογων στατιστικών αποτελεσμάτων) η διάρκεια πνοής του ανέμου (fetch duration) το ελεύθερο μήκος πνοής του ανέμου (fetch length) το μέγεθος του σημαντικού ύψους κύματος καναλισμός αποθάλασσες απόκλιση γραμμής παλινδρόμησης από μια κλασσική ιδανική καμπύλη 4.3 Πλήρως αναπτυγμένες καταστάσεις θάλασσας Η εξίσωση (4.) αποτελεί μια σχέση που συνδέει τον άνεμο με το κύμα όταν η κατάσταση θάλασσας είναι πλήρως ανεπτυγμένη. Η πλήρης ανάπτυξη ισοδυναμεί με κατάσταση ενεργειακού κορεσμού (saturation) και περιγράφεται ως εξής: Έστω σε μια δεδομένη περιοχή ότι φυσά άνεμος σταθερής διεύθυνσης πνοής και ταχύτητας. Μετά από λίγο χρόνο από την έναρξη πνοής, ξεκινά και η γένεση και ανάπτυξη των θαλάσσιων ανεμογενών κυματισμών. Η ανάπτυξη αυτή συνεχίζεται, γεγονός που υποδηλώνει ότι η ενέργεια (από τον άνεμο), η οποία εισέρχεται στο σύστημα, είναι μεγαλύτερη από τις απώλειες ενέργειας εξαιτίας της θραύσης, εξωτερικών τριβών, τριβών με τον πυθμένα κλπ. Κάποια στιγμή, όμως, η ανάπτυξη των κυματισμών σταματά για όση ώρα και αν φυσά ο συγκεκριμένος άνεμος, δηλαδή υπάρχει ισοζύγιο ενέργειας μεταξύ της εισερχόμενης και των απωλειών. Η κατάσταση αυτής της ισορροπίας αντιστοιχεί στο μέγιστο σημαντικό ύψος κύματος που μπορεί να αναπτυχθεί στη συγκεκριμένη περιοχή από το συγκεκριμένο άνεμο και ονομάζεται κατάσταση θάλασσας πλήρως ανεπτυγμένη. Μία από τις πιο κλασσικές σχέσεις που περιγράφουν την κατάσταση αυτή είναι των Pierson- Moskowitz (1964): Hs.9 Ws (Σχέση 4.), g όπου οι μονάδες είναι στο διεθνές σύστημα SI. 4.3.1 Ειδικά κυματικά φαινόμενα Η τελευταία σχέση ισχύει αποκλειστικά για κυματισμούς ανέμου με άπειρο ελεύθερο μήκος πνοής ανέμου. Εν τούτοις, υπάρχουν ορισμένα ειδικά κυματικά φαινόμενα που ενδέχεται να επηρεάζουν τη σχέση ανέμου- κύματος (4.) και είναι τα εξής: i. Καταστάσεις αποθάλασσας (Swell): Οι καταστάσεις αποθάλασσας συνυπάρχουν με τους τοπικούς ανεμογενείς κυματισμούς αλλά δεν σχετίζονται με τους τοπικούς επικρατούντες ανέμους. Στην περίπτωση αυτή υπάρχει πιθανότητα εμφάνισης ζευγών (Ws, Hs) πάνω από τη γραμμή της κεντρικής τάσης. ii. Φαινόμενο του καναλισμού (Channeling effect): 7

Το φαινόμενο του καναλισμού ενισχύει το ύψος κύματος στην κατεύθυνση εξόδου του από την περιοχή καναλισμού και ενδεχομένως, όχι σε συμφωνία με τους επικρατούντες ανέμους. iii. Διάρκεια πνοής του ανέμου (Fetch duration): Η περιορισμένη διάρκεια πνοής του ανέμου επηρεάζει επίσης τη γραμμική συμφωνία μεταξύ των δύο μεγεθών και δεν επιτρέπει την ύπαρξη πλήρως ανεπτυγμένων καταστάσεων θάλασσας. iv. Ασθενείς άνεμοι: Σε περιοχές όπου οι επικρατούντες άνεμοι είναι πολύ ασθενείς δεν πρόκειται να διαμορφωθούν ποτέ πλήρως ανεπτυγμένες καταστάσεις θάλασσας, ανεξαρτήτως της διάρκειας πνοής τους. 8

5. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Στο κεφάλαιο αυτό παρουσιάζονται και σχολιάζονται τα εποχιακά διαγράμματα διασποράς (scatterplot diagrams) του σημαντικού ύψους κύματος Hs με το τετράγωνο της ταχύτητας του ανέμου Ws για κάθε μία στοιχειώδη περιοχή μελέτης με βάση τους επικρατούντες τομείς κατεύθυνσης. Επιπλέον, όπου κρίνεται σκόπιμο παραθέτονται, επίσης, τα αντίστοιχα line plots της ταχύτητας του ανέμου. Τέλος, σημειώνεται ότι η ερμηνεία των αποτελεσμάτων βασίζεται κυρίως στη γραμμικότητα των δεδομένων, στο βαθμό ανάπτυξης του κυματικού καθεστώτος σε σχέση με το ανεμολογικό και τέλος, στην παρουσία αποθαλασσών στην ευρύτερη περιοχή μελέτης. 5.1 Στοιχειώδης περιοχή 6: Η στοιχειώδης περιοχή 6 δέχεται βόρειους ανέμους όλο το χρόνο και συγκεκριμένα από τους τομείς κατεύθυνσης -3 και 3-6. Οι τελευταίοι εμφανίζονται με τη μεγαλύτερη συχνότητα εμφάνισης κατά τη διάρκεια και των τεσσάρων εποχών. Άνεμοι με κατεύθυνση πνοής 18-1 συμπεριλαμβάνονται στους επικρατέστερους για την περιοχή και μόνο κατά την καλοκαιρινή περίοδο το ανεμολογικό καθεστώς συνεχίζει γενικά να κυριαρχείται αποκλειστικά από βόρειους ανέμους, καθώς εκτός των ΒΑ (τομείς κατεύθυνσης -3 και 3-6 ), πνέουν με μεγάλη συχνότητα εμφάνισης άνεμοι και από ΒΔ (τομέας 33-36 ). Αντίθετα, άνεμοι με κατεύθυνση 9-1 φαίνεται να είναι ιδιαίτερα σπάνιοι στην περιοχή καθ όλη τη διάρκεια του έτους καθώς και αυτοί που ανήκουν στους τομείς 7-3 και 3-33 πνέουν με πολύ μικρή συχνότητα κατά τη χειμερινή, την ανοιξιάτικη και τη φθινοπωρινή περίοδο. Η μεγαλύτερη συσχέτιση μεταξύ της έντασης του ανέμου και του σημαντικού ύψους κύματος με βάση τους επικρατούντες ανέμους ανά εποχή συναντάται τη χειμερινή περίοδο, με το συντελεστή συσχέτισης r να παίρνει την τιμή.99 (τομέας -3 ), ενώ η μικρότερη συσχέτιση εμφανίζεται το καλοκαίρι, με συντελεστή συσχέτισης r.7 (τομέας 33-36 ). Χειμώνας Το χειμώνα, κατά τη διάρκεια πνοής του επικρατέστερου ανέμου (τομέας κατεύθυνσης 3-6 ), η συσχέτιση μεταξύ του κυματικού και ανεμολογικού καθεστώτος φαίνεται να είναι ιδιαίτερα υψηλή, με το συντελεστή συσχέτισης r να ισούται με.98 (Σχήμα 5.1). Το σημαντικό ύψος κύματος παίρνει κυρίως τιμές μέχρι.m για ταχύτητες ανέμου έως 4( m / sec), αν και υπάρχουν αρκετές περιπτώσεις όπου υπερβαίνει τα.5m καθώς ο άνεμος ενισχύεται και η ένταση του ξεπερνάει τα 6( m / sec). Τέλος, σε σπάνιες περιπτώσεις το κύμα φτάνει τα 3m κατά τη διάρκεια ανέμων που αγγίζουν τα 35( m / sec). Στην περίπτωση αυτή είναι φανερή η πολύ καλή γραμμική συμπεριφορά του σημαντικού ύψους κύματος με το τετράγωνο της ταχύτητας ανέμου, πλην όμως η σχέση που ισχύει για πλήρως αναπτυγμένες καταστάσεις θάλασσας δεν φαίνεται να επαληθεύεται. Αυτό οφείλεται στο ότι στο 9

συγκεκριμένο σημείο δεν υπάρχουν επαρκώς μεγάλα μήκη πνοής (fetch length), καθώς σε σχετικά μικρή απόσταση από την περιοχή μελέτης συναντάται η Θρακική ακτογραμμή. Τα σημεία του σχεδιαγράμματος που πλησιάζουν την ιδεατή καμπύλη (η οποία προκύπτει με εφαρμογή της σχέσης 4. και απεικονίζεται στα σχεδιαγράμματα με τη διακεκομμένη γραμμή), αντιστοιχούν σε ανέμους με επαρκή διάρκεια πνοής (fetch duration), (Σχήμα 5.). 3,5 Scatterplot (Winter_3-6_Area_6.sta 6v *91c) Hs =,15+,86*x 3,,5, 1,5 1,,5, 5 1 15 5 3 35 4 Ws :Hs: r =,985 Ws (m/sec) Σχήμα 5.1. Διάγραμμα διασποράς του τετραγώνου της ταχύτητας ανέμου ( Ws ) με το σημαντικό ύψος κύματος (Hs ) της στοιχειώδους περιοχής 6 στον τομέα κατεύθυνσης ανέμου 3-6 (Χειμώνας). 4 Line Plot (Winter_3-6_Area_6 6v*91c) 35 3 Ws (m/sec) 5 15 1 5-5 # 1 # 39 # 617 # 95 # 133 # 1541 # 1849 # 157 # 155 # 463 # 771 # 179 # 1387 # 1695 # 3 Σχήμα 5.. Line plot του τετραγώνου της ταχύτητας του ανέμου ( Ws ) με 3

κατεύθυνση πνοής 3-6 στη στοιχειώδη περιοχή 6 (Χειμώνας). Καθώς ο άνεμος αλλάζει κατεύθυνση και πνέει από Ν-ΝΔ και συγκεκριμένα από τον τομέα 18-1, ο οποίος καταλαμβάνει τη δεύτερη θέση στην κατάταξη με βάση τη συχνότητα εμφάνισής του τη χειμερινή περίοδο, η συσχέτιση μεταξύ της έντασης του ανέμου και του κύματος μειώνεται μερικώς (Σχήμα 5.3). Ο συντελεστής συσχέτισης r μεταξύ των δύο μεταβλητών παίρνει την τιμή.96 ενώ τα περισσότερα δεδομένα σημειώνονται για μικρότερες ταχύτητες ανέμου καθώς και τιμές σημαντικού ύψους κύματος. Πιο συγκεκριμένα, η πλειοψηφία τους συγκεντρώνεται για τιμές σημαντικού ύψους κύματος μέχρι 1.5m και ταχύτητες ανέμου έως 1( m / sec). Αρκετά, επίσης, δεδομένα βρίσκονται συγκεντρωμένα για εντάσεις ανέμων που φτάνουν τα ( m / sec) και μεταξύ 1.5m και m όσον αφορά το σημαντικό ύψος κύματος, ενώ το τελευταίο υψώνεται έως και 3m με την περαιτέρω ενίσχυση του ανέμου. Το ελεύθερο μήκος πνοής ανέμων του τομέα 18-1 περιορίζεται σημαντικά εξαιτίας της παρουσίας της Σαμοθράκης και ιδιαίτερα όταν αυτοί πνέουν από πιο νότια. Αντίθετα, άνεμοι από τις πιο νοτιοδυτικές κατευθύνσεις του συγκεκριμένου τομέα περνούν δυτικά των ακτών της Σαμοθράκης και το ελεύθερο μήκος πνοής τους εκτείνεται μέχρι το βορειοδυτικό άκρο της Λήμνου, σε σχετική απόσταση από τη στοιχειώδη περιοχή 6. Έτσι, φαίνεται ότι οι σχετικά υψηλές ταχύτητες των συγκεκριμένων ανέμων καθώς και η μάλλον επαρκής διάρκεια πνοής τους (Σχήμα 5.4), αποτελούν τους παράγοντες που επιδρούν θετικά στην ύπαρξη γραμμικότητας μεταξύ του σημαντικού ύψους κύματος και του τετραγώνου της ταχύτητας ανέμου. 3,5 Scatterplot (Winter_18-1_Area_6.sta 6v*18c) Hs =,1873+,9*x 3,,5, 1,5 1,,5, 5 1 15 5 3 35 Ws :Hs: r =,9551 Ws (m/sec) Σχήμα 5.3. Διάγραμμα διασποράς του τετραγώνου της ταχύτητας ανέμου ( Ws ) με το σημαντικό ύψος κύματος (Hs ) της στοιχειώδους περιοχής 6 στον τομέα κατεύθυνσης ανέμου 18-1 (Χειμώνας). 31

35 Line Plot (Winter_18-1_Area_6.sta 6v*18c) 3 5 Ws (m/sec) 15 1 5 # 1 # 85 # 169 # 53 # 337 # 41 # 55 # 589 # 673 # 757 # 841 # 95 # 19 # 193 # 1177 Σχήμα 5.4. Line plot του τετραγώνου της ταχύτητας του ανέμου ( Ws ) με κατεύθυνση πνοής 18-1 στη στοιχειώδη περιοχή 6 (Χειμώνας). Τέλος, κατά τη διάρκεια πνοής του τρίτου επικρατέστερου ανέμου για τη χειμερινή περίοδο (τομέας -3 ), σημειώνεται η υψηλότερη συσχέτιση μεταξύ της έντασης του ανέμου και του σημαντικού ύψους κύματος, όχι μόνο για την εποχή αλλά καθ όλη τη διάρκεια του έτους, με το συντελεστή συσχέτισης r να ισούται με.99 (Σχήμα 5.5), παρόλο το γεγονός ότι η συχνότητα εμφάνισης του είναι αρκετά μικρότερη συγκριτικά με τους προηγούμενους τομείς. Τα δεδομένα ακολουθούν γενικά την κεντρική τάση του διαγράμματος διασποράς και βρίσκονται συγκεντρωμένα πλησίον αυτής, ενώ το σημαντικό ύψος κύματος φτάνει κυρίως μέχρι τα.m για ταχύτητες ανέμου έως 4( m / sec). Επιπλέον, καθώς ο άνεμος ενισχύεται περισσότερο (ταχύτητες ανέμου μέχρι 34( m / sec) ), σημειώνονται αρκετές περιπτώσεις όπου το σημαντικό ύψος κύματος ξεπερνάει τα.5m και φτάνει τα 3.1m ή και παραπάνω. Με βάση τη γεωγραφική θέση της στοιχειώδους περιοχής, διαπιστώνεται ότι το ελεύθερο μήκος πνοής Β-ΒΑ ανέμων (τομέας -3 ) είναι ιδιαίτερα περιορισμένο εξαιτίας της γειτνίασης της με τη Θράκη. Όμως, καθώς ο συντελεστής συσχέτισης r μεταξύ των δύο μεταβλητών είναι εξαιρετικά υψηλός δηλώνοντας ισχυρή γραμμική στατιστική συμφωνία του σημαντικού ύψους κύματος με την ένταση του ανέμου, συμπεραίνεται ότι οι μεγάλες εντάσεις και η διάρκεια πνοής του τελευταίου (Σχήμα 5.6) παίζουν πιθανόν στη προκειμένη περίπτωση πρωταρχικό ρόλο στη διαμόρφωση των επικρατουσών καταστάσεων θάλασσας. Παρόλα αυτά, η γραμμή παλινδρόμησης απέχει σημαντικά από την ιδεατή καμπύλη. 3

4, Scatterplot (Winter_-3_Area_6.sta 6v*917c) Hs =,3+,83*x 3,5 3,,5, 1,5 1,,5, 5 1 15 5 3 35 4 45 Ws :Hs: r =,9859 Ws (m/sec) Σχήμα 5.5. Διάγραμμα διασποράς του τετραγώνου της ταχύτητας ανέμου ( Ws ) με το σημαντικό ύψος κύματος (Hs ) της στοιχειώδους περιοχής 6 στον τομέα κατεύθυνσης ανέμου -3 (Χειμώνας). 45 Line Plot (Winer_-3_Area_6.sta 6v*917c) 4 35 3 5 15 1 5 Case 1 Case 63 Case 15 Case 187 Case 49 Case 311 Case 373 Case 435 Case 497 Case 559 Case 61 Case 683 Case 745 Case 87 Case 869 Ws (m/sec) Σχήμα 5.6. Line plot του τετραγώνου της ταχύτητας του ανέμου ( Ws ) με κατεύθυνση πνοής -3 στη στοιχειώδη περιοχή 6 (Χειμώνας). Τέλος, όσον αφορά το ανεμολογικό καθεστώς της περιοχής μελέτης, αξίζει να σημειωθεί ότι ΒΔ άνεμοι και κυρίως αυτοί που ανήκουν στον τομέα κατεύθυνσης 3-33, φαίνεται να πνέουν ιδιαίτερα σπάνια κατά τη διάρκεια της χειμερινής περιόδου. 33

Άνοιξη Περνώντας στην άνοιξη, η πολύ καλή συσχέτιση μεταξύ των δύο μεταβλητών κατά τη διάρκεια πνοής ανέμων από 3-6 διατηρείται και ο συντελεστής συσχέτισης r ισούται και πάλι με.98 (Σχήμα 5.7), όπως και στη χειμερινή περίοδο (Σχήμα 5.1). Τα δεδομένα ακολουθούν γενικά την κεντρική τάση του διαγράμματος διασποράς και βρίσκονται συγκεντρωμένα κοντά σε αυτή, με την πλειοψηφία τους να συγκεντρώνεται κυρίως μέχρι την τιμή 1.4m για το σημαντικό ύψος κύματος και ταχύτητες ανέμου έως 14( m / sec), ενώ καθώς αυξάνεται περισσότερο η ένταση του τελευταίου (ταχύτητες ανέμου έως 34( m / sec) ), σημειώνονται επιπλέον αρκετές μεγαλύτερες τιμές σημαντικού ύψους κύματος που φτάνουν ή και ξεπερνούν τα 3m, οι οποίες όμως είναι σύμφωνες με την κεντρική τάση (Σχήμα 5.7). Το ελεύθερο μήκος πνοής του ανέμου είναι περιορισμένο από τη συγκεκριμένη κατεύθυνση και έτσι οι κύριες αιτίες που επιτρέπουν την ανάπτυξη των κυματισμών σε πολύ καλή συμφωνία με την ανάπτυξη του ανέμου, φαίνεται να είναι πιθανόν η ένταση του και η επαρκής διάρκεια πνοής του. Το αντίστοιχο line plot (Σχήμα 5.8) ενισχύει την παραπάνω υπόθεση, καθώς δείχνει ότι οι πιο ισχυροί άνεμοι του συγκεκριμένου τομέα έχουν διάρκεια αρκετών ωρών. 3,5 Scatterplot (Spring_3-6_Area_6.sta 6v*161c) Hs =,1648+,91*x 3,,5, 1,5 1,,5, 5 1 15 5 3 35 4 Ws :Hs: r =,9767 Ws (m/sec) Σχήμα 5.7. Διάγραμμα διασποράς του τετραγώνου της ταχύτητας ανέμου ( Ws ) με το σημαντικό ύψος κύματος (Hs ) της στοιχειώδους περιοχής 6 στον τομέα κατεύθυνσης ανέμου 3-6 (Άνοιξη). 34

4 Line Plot (Spring_3-6_Area_6.sta 6v*161c) 35 3 5 Ws (m/sec) 15 1 5 # 1 # 11 # 19 # 38 # 437 # 546 # 655 # 764 # 873 # 98 # 191 # 1 # 139 # 1418 # 157 Σχήμα 5.8. Line plot του τετραγώνου της ταχύτητας του ανέμου ( Ws ) με κατεύθυνση πνοής 3-6 στη στοιχειώδη περιοχή 6 (Άνοιξη). 3,5 Scatterplot (Spring_18-1_Area_6.sta 6v*169c) Hs =,154+,93*x 3,,5, 1,5 1,,5, 5 1 15 5 3 35 Ws :Hs: r =,933 Ws (m/sec) Σχήμα 5.9. Διάγραμμα διασποράς του τετραγώνου της ταχύτητας ανέμου ( Ws ) με το σημαντικό ύψος κύματος (Hs ) της στοιχειώδους περιοχής 6 στον τομέα κατεύθυνσης ανέμου 18-1 (Άνοιξη). Άνεμοι με κατεύθυνση 18-1 καταλαμβάνουν τη δεύτερη θέση όσον αφορά τη συχνότητα εμφάνισής τους. Κατά τη διάρκεια πνοής τους, η γραμμικότητα μεταξύ του σημαντικού ύψους κύματος και της έντασης του ανέμου περιορίζεται αρκετά και ο συντελεστής συσχέτισής r μειώνεται στην τιμή.93 (Σχήμα 5.9). Η πλειοψηφία των δεδομένων συγκεντρώνεται γενικά για ταχύτητες ανέμου έως 1( m / sec) 35