Ελληνικό Στατιστικό Ινστιτούτο Πρακτικά 18 ου Πανελληνίου Συνεδρίου Στατιστικής (2005) σελ.275-282 ΜΙΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΔΙΑΧΩΡΙΣΤΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΣΤΟΥΣ ΤΥΠΟΥΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΤΟΥΣ ΤΥΠΟΥΣ ΚΑΙΡΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΘΗΝΑ ΚΑΙ ΤΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ Χριστίνα Μιχαηλίδου, Σταύρος Χατζόπουλος, Φωτεινή Κολυβά-Μαχαίρα, Παναγιώτης Μαχαίρας Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης chris_michailidou@yahoo.com, cstavros@math.auth.gr, fkolyva@math.auth.gr, maheras@geo.auth.gr. ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην παρούσα μελέτη εφαρμόζεται η μέθοδος της διαχωριστικής ανάλυσης προκειμένου να βρεθούν οι σχέσεις που συνδέουν τους τύπους κυκλοφορίας της ανώτερης ατμόσφαιρας, με τους τύπους καιρού στους δυο σταθμούς μελέτης (Αθήνα-Θεσσαλονίκη). Χρησιμοποιήθηκε το ημερολόγιο αυτόματης κατάταξης των τύπων κυκλοφορίας για τον ελληνικό χώρο (περίοδος: 1958-2000). Η κατάταξη περιλαμβάνει 14 τύπους κυκλοφορίας. Για κάθε τύπο κυκλοφορίας υπολογίζεται και εκτιμάται ένα ορισμένο πλήθος μετεωρολογικών παραμέτρων όπως οι τιμές των ανωμαλιών των γεωδυναμικών υψών και ο σχετικός στροβιλισμός. Οι τύποι καιρού προκύπτουν από ένα συνδυασμό μετεωρολογικών παραμέτρων όπως η θερμοκρασία, η βροχόπτωση, η τάση ατμών, ο άνεμος, η σχετική υγρασία και η ηλιοφάνεια, για τους δυο σταθμούς μελέτης. Η κατάταξη των τύπων καιρού έγινε τόσο για τη θερμή-ξηρή (Ιούνιος- Σεπτέμβριος) όσο και τη ψυχρή-υγρή περίοδο (Δεκέμβριος-Μάρτιος). Με τη χρήση της διαχωριστικής ανάλυσης γίνεται μια προσπάθεια πρόβλεψης των τύπων καιρού, όπως αυτοί ταξινομούνται σε κατάλληλες κλάσεις, από τις μεταβλητές που αναφέρονται στους τύπους κυκλοφορίας. Τα αποτελέσματα κρίνονται ιδιαίτερα ικανοποιητικά και για τις δυο περιόδους μελέτης. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η διαχωριστική ανάλυση είναι μια μέθοδος η οποία έχει χρησιμοποιηθεί σε διάφορους τομείς τόσο κοινωνικών όσο και πολιτικών επιστημών (Klecka, 1990). Στην κλιματολογία έχει χρησιμοποιηθεί κυρίως για την κατηγοριοποίηση καταστάσεων και για τον έλεγχο της διακριτότητας κατηγοριών που ήδη υπάρχουν. Οι Diab et al (1991), τη χρησιμοποίησαν προκειμένου να εξετάσουν αν η εκ των προτέρων υποκειμενική κατάταξη των επικρατούντων συνοπτικών τύπων στο Νατάλ δίνει διακριτούς τύπους και στη συνέχεια συνέδεσαν αυτούς με τη βροχόπτωση. Αντίστοιχα, οι Kassomenos et al (1997), έλεγξαν τη διακριτότητα των συνοπτικών τύπων μιας υποκειμενικής κατάταξης για την περιοχή της Μεσογείου. Οι Kalkstein et - 275 -
al (1995) δημιούργησαν μια ταξινόμηση αερίων μαζών για κάθε ημέρα κάνοντας χρήση της ίδιας μεθοδολογίας. Επίσης, έχει χρησιμοποιηθεί και ως μέθοδος πρόγνωσης στη μετεωρολογία και στην αγρομετεωρολογία (Ward and Folland, 1991; Ghosh et al, 2004). Η διαχωριστική ανάλυση είναι μια στατιστική μέθοδος με την οποία εξετάζονται οι διαφορές μεταξύ δυο ή περισσοτέρων ομάδων και εντοπίζει εκείνες τις μεταβλητές με τη μεγαλύτερη συνεισφορά στο διαχωρισμό των ομάδων, οι οποίες έχουν οριστεί εκ των προτέρων. Στην παρούσα μελέτη, η μέθοδος χρησιμοποιείται προκειμένου να βρεθούν οι σχέσεις που συνδέουν τους επικρατούντες τύπους κυκλοφορίας της ανώτερης ατμόσφαιρας με τους τύπους καιρού σε δυο σταθμούς μελέτης με απώτερο στόχο την πρόβλεψη αυτών από τους τύπους κυκλοφορίας. 2. ΔΕΔΟΜΕΝΑ - ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ Για τη δημιουργία των τύπων καιρού χρησιμοποιούνται στους δυο σταθμούς μελέτης, Αθήνα και Θεσσαλονίκη, ημερήσια δεδομένα ταχύτητας ανέμου στις 14 00 σε m/s, η μέγιστη θερμοκρασία σε ο C, η τάση ατμών στις 14 00 σε hpa, η σχετική υγρασία στις 14 00 επί τοις εκατό, το ημερήσιο ύψος βροχής σε mm και τέλος η ημερήσια διάρκεια ηλιοφάνειας σε ώρες/ημέρα. Η περίοδος μελέτης είναι 1958-2000 δηλαδή 43 έτη και κάθε έτος χωρίστηκε σε δυο επιμέρους περιόδους. Η ψυχρή- υγρή περίοδος περιλαμβάνει τους μήνες από το Δεκέμβριο έως και το Μάρτιο και η θερμήξηρή από τον Ιούνιο έως και το Σεπτέμβριο. Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκε το ημερολόγιο αυτόματης κατάταξης των τύπων κυκλοφορίας για τον ελληνικό χώρο (Μαχαίρας et al, 2000). Η κατάταξη των τύπων κυκλοφορίας περιλαμβάνει 14 τύπους από τους οποίους οι 6 είναι αντικυκλωνικοί (Α1 έως και Α6) και οι 8 κυκλωνικοί (C, Csw, Cs, Cnw, Cne, Cse, Cn, Cw) και δίνουν μια εικόνα της επικρατούσας συνοπτικής κατάστασης στον ευρύτερο ευρωπαϊκό χώρο σε σχέση πάντα με τον ελλαδικό χώρο (σχήμα 1). Οι αντικυκλωνικοί τύποι αντιστοιχούν σε υψηλές τιμές πίεσης στο κέντρο του συστήματος και συνδέονται γενικά με καλοκαιρία ενώ οι κυκλωνικοί σε χαμηλές τιμές πίεσης και συνοδεύονται από εντονότερες καιρικές καταστάσεις και βροχόπτωση. Οι τύποι κυκλοφορίας προκύπτουν με την χρήση μιας αυτόματης μεθόδου ταξινόμησης που συνδέεται κυρίως με τη μορφή, τη θέση και την ένταση των κέντρων δράσης. Σχήμα 1. Γεωγραφικά όρια των κέντρων των τύπων κυκλοφορίας. 60 50 40 30 A1 A4 A3 A2 A6 A5 60 55 50 45 40 35 30 25 Cw Cnw Csw C Cs Cn Cne Cse 20-20 -15-10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 α)αντικυκλωνικοί 20-20 -15-10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 β)κυκλωνικοί - 276 -
Η μέθοδος της ανάλυσης κατά συστάδες (Cluster Analysis) χρησιμοποιήθηκε για τον καθορισμό κατάλληλων ομάδων τύπων καιρού. Εφαρμόσθηκε στα δεδομένα επιφάνειας για τους δυο σταθμούς μελέτης που είναι ποσοτικές μεταβλητές σε συνδυασμό με δυο κατηγορικές μεταβλητές οι οποίες αναφέρονται αφενός στον επικρατούντα τύπο κυκλοφορίας για κάθε ημέρα και αφετέρου στο χαρακτηρισμό τους σε αντικυκλωνικό ή κυκλωνικό. Για το λόγο αυτό επιλέχθηκε η ανάλυση κατά συστάδες σε δυο βήματα (Two-Step Cluster Analysis). Αξίζει να αναφερθεί ότι χρησιμοποιώντας τις εναλλακτικές μεθόδους που προσφέρει η ανάλυση κατά συστάδες, η φυσική ερμηνεία των ομάδων που προέκυψαν δεν ήταν ικανοποιητική. Τα δεδομένα που χρησιμοποιούνται στη διαχωριστική ανάλυση αναφέρονται, αφενός σε παραμέτρους που συνδέονται με το κέντρο του τύπου κυκλοφορίας που επικρατεί κάθε ημέρα και αφετέρου σε παραμέτρους σε κομβικά σημεία που καλύπτουν τον ευρύτερο ελλαδικό χώρο από 35 ο Β έως 45 ο Β και από 20 ο Α έως 30 ο Α με κομβική ανάλυση 2.5 ο x 2.5 ο (σχήμα 2). Έτσι για κάθε ημέρα εντοπίζεται το κέντρο του συστήματος, καθορίζονται οι συνεταγμένες αυτού και υπολογίζονται στα 500hPa: οι τιμές των γεωδυναμικών υψών, οι τιμές των ανωμαλιών, ο στροβιλισμός και η θερμοκρασία. Το πλήθος των αρχικών μεταβλητών που χρησιμοποιήθηκαν στο στάδιο αυτό είναι 106. 50 45 40 35 30 15 20 25 30 35 Σχήμα 2. Περιοχή μελέτης. 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα για τη θερμή-ξηρή περίοδο για το σταθμό της Θεσσαλονίκης και για τη ψυχρή-υγρή για το σταθμό της Αθήνας. 3.1 Θεσσαλονίκη, Θερμή-Ξηρή Περίοδος Εισάγοντας τις ποσοτικές μεταβλητές: άνεμο, βροχόπτωση, θερμοκρασία, ηλιοφάνεια και σχετική υγρασία καθώς και τις δυο κατηγορικές που προαναφέρθηκαν, εφαρμόζοντας την ανάλυση κατά συστάδες ορίστηκαν τρεις ομάδες. Η πρώτη ομάδα αντιστοιχεί στους κυκλωνικούς τύπους ενώ οι αντικυκλωνικοί διασπώνται σε δύο επιμέρους ομάδες από τις οποίες η μια περιλαμβάνει τους τύπους Α2, Α3, Α5 και Α6 ενώ η δεύτερη τους Α1 και Α4. Η δεύτερη ομάδα αντικυκλωνικών τύπων αποτελείται από τα συστήματα υψηλών τιμών πιέσεων, το κέντρο των οποίων εντοπίζεται στα δυτικά ή βορειοδυτικά της περιοχής μελέτης. Χαρακτηρίζεται από χαμηλότερες σχετικά τιμές θερμοκρασίας και ηλιοφάνειας ενώ ο άνεμος είναι πιο ισχυρός σε σχέση με την πρώτη ομάδα των αντικυκλωνικών. Η μέση τιμή και η τυπική απόκλιση για κάθε μια μεταβλητή των τριών αυτών ομάδων δίδεται στον πίνακα 1. Υπάρχει σαφής διαχωρισμός των ομάδων γεγονός που επιβεβαιώνεται και από τα 95% δ.ε. για τις μέσες τιμές των μεταβλητών. - 277 -
Πίνακας 1. Μέσες τιμές και τυπικές αποκλίσεις των μετεωρολογικών παραμέτρων για τις τρεις ομάδες (Θεσσαλονίκη). ΑΝΕΜΟΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ ΗΛΙΟΦΑΝΕΙΑ ΣΧΕΤΙΚΗ ΥΓΡΑΣΙΑ ΟΜΑΔΑ 1 2 3 Μέση τιμή 2.34 1.67 1.88 Τυπ. Απόκλιση 2.32 1.38 1.52 Μέση τιμή 27.81 30.78 30.46 Τυπ. Απόκλιση 3.42 3.11 2.96 Μέση τιμή 1.79 0.45 0.28 Τυπ. Απόκλιση 5.56 2.69 1.29 Μέση τιμή 9.03 10.80 10.75 Τυπ. Απόκλιση 3.52 2.52 2.28 Μέση τιμή 49.90 49.03 47.26 Τυπ. Απόκλιση 14.91 11.95 11.72 Στη συνέχεια εφαρμόσθηκε η διαχωριστική ανάλυση στις τρεις ομάδες και για το σύνολο των 106 μεταβλητών. Έγινε χρήση τη μεθόδου κατά βήματα (stepwise) και υπολογίσθηκαν οι εκ των προτέρων πιθανότητες, από το πλήθος των περιπτώσεων ανά ομάδα. Πίνακας 2. Ιδιοτιμές και Wilks Lambda των δυο συναρτήσεων. Συνάρτηση Ιδιοτιμές Διασπορά (%) Κανονική Συσχέτιση Wilks' Lambda Χ 2 β. ε. Σημαντικότητα 1 7.13 84.29 0.937 0.0528 15035.81 38 0.000 2 1.33 15.71 0.756 0.4292 4322.97 18 0.000 Βρέθηκαν δυο συναρτήσεις για τις οποίες μετά τον έλεγχο μέσω του στατιστικού Wilks Lambda διαπιστώθηκε ότι είναι και οι δυο στατιστικά σημαντικές (πίνακας 2). Από το αρχικό σύνολο των μεταβλητών τελικά λαμβάνονται υπόψη στη μελέτη 19 μεταβλητές των οποίων οι συντελεστές συσχέτισης υποδεικνύουν ασθενή έως μέση συσχέτιση. Από τις μεταβλητές αυτές οι 6 αντιστοιχούν στα δεδομένα του κέντρου του επικρατούντα τύπου κυκλοφορίας και οι υπόλοιπες αντιστοιχούν σε δεδομένα ορισμένων από τα 25 κομβικά σημεία του ευρύτερου ελλαδικού χώρου. Στον πίνακα 3 δίνονται οι μεταβλητές αυτές και το μέγεθος συνεισφοράς κάθε μιας στις διαχωριστικές συναρτήσεις. Για την πρώτη συνάρτηση σημαντικότερη είναι η συνεισφορά των γεωδυναμικών υψών στα 500 hpa σε δυο γειτονικά κομβικά σημεία σε σχέση με το σταθμό της Θεσσαλονίκης, ενώ ενδιαφέρον παρουσιάζει η συνεισφορά τόσο των ανωμαλιών όσο και των γεωδυναμικών υψών του κομβικού σημείου με συντεταγμένες 37.5 ο Β 30 ο Α που είναι αρκετά απομακρυσμένο από το σταθμό μελέτης. - 278 -
Πίνακας 3. Τυποποιημένοι Κανονικοί Συντελεστές των Διαχωριστικών Συναρτήσεων. 1 2 Ανωμαλίες 500hPa Κέντρο -0.769 0.038 Γεωδυναμικά 500hPa Κέντρο 0.049-0.555 Θερμοκρασία 500hPa Κέντρο -0.085 0.433 Γεωγραφικό Μήκος -0.018 0.824 Γεωγραφικό Πλάτος 0.022-0.225 Στροβιλισμός Κέντρο 0.467-0.012 Ανωμαλίες 500hPa 35 ο Β 20 ο Α 0.653-0.783 Ανωμαλίες 500hPa 37.5 ο Β 20 ο Α -0.971-0.392 Στροβιλισμός 40 ο Β 20 ο Α 0.256-0.192 Γεωδυναμικά 500hPa 35 ο Β 22.5 ο Α -0.128 0.491 Ανωμαλίες 500hPa 37.5 ο Β 22.5 ο Α -0.545 1.477 Θερμοκρασία 37.5 ο Β 22.5 ο Α -0.033-0.230 Γεωδυναμικά 500hPa 40 ο Β 22.5 ο Α 2.416-0.991 Γεωδυναμικά 500hPa 42.5 ο Β 25 ο Α -1.716 0.268 Στροβιλισμός 37.5 ο Β 27.5 ο Α 0.131 0.082 Ανωμαλίες 500hPa 45 ο Β 27.5 ο Α 0.499 0.043 Στροβιλισμός 500hPa 45 ο Β 27.5 ο Α -0.088-0.105 Ανωμαλίες 500hPa 37.5 ο Β 30 ο Α 1.055-0.409 Γεωδυναμικά 500hPa 37.5 ο Β 30 ο Α -0.963 0.742 Το αποτέλεσμα της διαχωριστικής ανάλυσης επιβεβαιώνει σε ποσοστό 95.4% την επιτυχή κατάταξη των ομάδων (πίνακας 4). Επιπλέον, οι κυκλωνικοί τύποι ταξινομούνται ορθά σε ποσοστό 99.8%. Επομένως, η χρήση της διαχωριστικής ανάλυσης για την πρόβλεψη των τύπων καιρού από τους τύπους κυκλοφορίας, για το σταθμό της Θεσσαλονίκης κατά τη θερμή-ξηρή, θεωρείται ικανοποιητική σε μέγαλο βαθμό. Πίνακας 4. Ποσοστά κατάταξης των τριών ομάδων. Ομάδα 1 Ομάδα 2 Ομάδα 3 Ομάδα 1 99.8 0.1 0.1 Ομάδα 2 0.0 94.2 5.8 Ομάδα 3 0.0 8.6 91.4 Συνολικό ποσοστό επιτυχούς κατάταξης: 95.4% 3.2 Αθήνα, Ψυχρή-Υγρή Περίοδος Για τη ψυχρή-υγρή περίοδο ορίστηκαν έξι ομάδες για το σταθμό της Αθήνας και πέντε για τη Θεσσαλονίκη λόγω μεγαλύτερης μεταβλητότητας του καιρού και επικράτησης περισσότερων συστημάτων σε σχέση με τη θερινή περίοδο. Για τον σταθμό της Αθήνας, οι ποσοτικές μεταβλητές που εισήχθησαν στην μελέτη είναι: άνεμος, βροχόπτωση, θερμοκρασία, ηλιοφάνεια και τάση ατμών καθώς και οι δυο κατηγορικές σε σχέση με τον επικρατούντα τύπο κυκλοφορίας και το χαρακτηρισμό - 279 -
του σε αντικυκλωνικό ή κυκλωνικό. Οι τέσσερις από τις κλάσεις αυτές αντιστοιχούν σε κυκλωνικούς τύπους κυκλοφορίας με ποσοστό επικράτησης πάνω από 65% επί του συνόλου των περιπτώσεων. Πιο συγκεκριμένα, οι κυκλωνικοί ομαδοποιούνται ως εξής: η πρώτη κλάση συνδέεται αποκλειστικά με το τύπο Csw, η δεύτερη με τους C και Cs, η τρίτη με το Cne ενώ η τέταρτη συμπεριλαμβάνει τους Cnw, Cse, Cn και Cw. Αξίζει να επισημανθεί ότι υπάρχει σαφής διαχωρισμός των τύπων κυκλοφορίας C και Csw που είναι τα δυο συστήματα που δίνουν τα μεγαλύτερα ύψη βροχής. Σε ότι αφορά στους αντικυκλωνικούς τύπους, διαμορφώνονται δυο κλάσεις με την εφαρμογή της ανάλυσης κατά συστάδες σε δυο βήματα. Στη μια ανήκουν οι A3, A5 και Α6 τύποι κυκλοφορίας ενώ στη δεύτερη οι Α1, Α2 και Α4. Να σημειωθεί ότι υπάρχει σαφής διαχωρισμός των έξι ομάδων όπως επιβεβαιώνεται από τα 95% δ.ε. για τις μέσες τιμές των μεταβλητών, ενώ στον πίνακα 5 δίδονται οι μέσες τιμές και οι τυπικές αποκλίσεις των μετεωρολογικών παραμέτρων για τις 6 ομάδες. Πίνακας 5. Μέσες τιμές και τυπικές αποκλίσεις των μετεωρολογικών παραμέτρων για τις τρεις ομάδες (Αθήνα). Στο επόμενο στάδιο εφαρμόσθηκε η διαχωριστική ανάλυση με την χρήση της μεθόδου κατά βήματα. Από τον πίνακα 6 γίνεται φανερό ότι οι πέντε συναρτήσεις που προέκυψαν είναι στατιστικά σημαντικές. Πίνακας 6. Ιδιοτιμές και Wilks Lamba των πέντε συναρτήσεων. ΟΜΑΔΑ 1 2 3 4 5 6 ΑΝΕΜΟΣ Μέση τιμή 4.34 4.18 3.61 3.83 2.86 3.29 Τυπ. Απόκλιση 3.33 2.87 2.71 2.85 2.18 2.62 ΘΕΡΜΟ- Μέση τιμή 13.31 12.48 12.51 15.49 17.24 15.67 ΚΡΑΣΙΑ Τυπ. Απόκλιση 3.56 3.74 3.99 3.26 3.01 3.39 ΒΡΟΧΟ- Μέση τιμή 5.00 2.32 0.67 0.94 0.13 0.12 ΠΤΩΣΗ Τυπ. Απόκλιση 10.35 4.80 1.94 2.54 0.84 0.72 ΗΛΙΟΦΑ- Μέση τιμή 3.06 4.34 5.29 4.76 6.05 6.64 ΝΕΙΑ Τυπ. Απόκλιση 3.11 3.08 3.28 3.30 3.45 3.20 ΤΑΣΗ Μέση τιμή 10.39 8.95 8.35 11.10 11.72 9.98 ΑΤΜΩΝ Τυπ. Απόκλιση 3.00 2.62 2.71 2.85 2.61 2.78 Συνάρτηση Ιδιοτιμές Διασπορά (%) Wilks' Lambda Χ 2 β. ε. Κανονική Συσχέτιση Σημαντικότητα 1 6.38 67.41 0.930 0.016 20898.568 135 0.000 2 1.53 16.20 0.778 0.117 10827.304 104 0.000 3 0.76 8.06 0.658 0.295 6143.890 75 0.000 4 0.55 5.84 0.597 0.521 3285.906 48 0.000 5 0.24 2.49 0.437 0.809 1068.198 23 0.000-280 -
Η πρώτη συνάρτηση ερμηνεύει το 68% της συνολικής διασποράς ενώ οι υψηλές τιμές των συντελεστών των κανονικών συσχετίσεων και για τις πέντε συναρτήσεις υποδεικνύουν τη σαφή συνάφεια μεταξύ των ομάδων και των συναρτήσεων. Από το αρχικό σύνολο των 106 μεταβλητών τελικά χρησιμοποιούνται 27. Στον πίνακα 7, παρουσιάζονται εκείνες οι μεταβλητές από τις 27 που διατηρήθηκαν στη μελέτη οι οποίες συνεισφέρουν περισσότερο σε κάποια από τις πέντε διαχωριστίκες συναρτήσεις. Για την πρώτη συνάρτηση η μεταβλητή με τη μεγαλύτερη συνεισφορά είναι τα γεωδυναμικά ύψη στα 500hPa στο κομβικό σημείο με συντεταγμένες 35 ο Β 22.5 ο Α στα δυτικά της Κρήτης ενώ για τη δεύτερη, σημαντικότερη είναι η συνεισφορά των ανωμαλιών στο σημείο 35 ο Β 30 ο Α καθώς και της θερμοκρασίας στα 500hPa στο σημείο 35 ο Β 22.5 ο Α. Πίνακας 7. Τυποποιημένοι Κανονικοί Συντελεστές των Διαχωριστικών Συναρτήσεων. 1 2 3 4 5 Ανωμαλίες 500hPa 35 ο Β 20 ο Α -0.455-0.385 2.035 3.259-1.254 Γεωδυναμικά 500hPa 35 ο Β 20 ο Α 0.406 0.464-1.084-3.726 4.751 Γεωδυναμικά 500hPa 35 ο Β 22.5 ο Α -1.043-0.992 2.304 3.936-2.875 Θερμοκρασία 500hPa 35 ο Β 22.5 ο Α -0.149 1.126 2.661 0.429-0.657 Ανωμαλίες 500hPa 35 ο Β 25 ο Α 0.389 0.712-4.226-4.053 1.792 Ανωμαλίες 500hPa 37.5 ο Β 27.5 ο Α 0.197 0.915 1.551 2.239 4.825 Θερμοκρασία 500hPa 37.5 ο Β 27.5 ο Α -0.465-0.702 3.523 3.908 4.621 Ανωμαλίες 500hPa 35 ο Β 30 ο Α -0.511-1.387 0.993-1.013-2.754 Από τα αποτελέσματα της διαχωριστικής ανάλυσης προέκυψε ότι η ορθή κατάταξη των ομάδων-τύπων καιρού επιτυγχάνεται σε συνολικό ποσοστό 84.2% (πίνακας 8). Πιο αναλυτικά, σε ποσοστό περίπου 90% η ταξινόμηση είναι αποτελεσματικότερη στην τρίτη ομάδα των κυκλωνικών τύπων, που αντιστοιχεί στον τύπο κυκλοφορίας Cne και στην πρώτη των αντικυκλωνικών, η οποία συμπεριλαμβάνει τους τύπους A3, A5 και Α6. Πίνακας 8. Ποσοστά κατάταξης των έξι ομάδων. Ομάδα 1 Ομάδα 2 Ομάδα 3 Ομάδα 4 Ομάδα 5 Ομάδα 6 Ομάδα 1 83.7 8.4 0.3 7.5 0.1 0.0 Ομάδα 2 10.1 82.5 4.9 2.5 0.0 0.0 Ομάδα 3 0.0 6.5 90.6 2.9 0.0 0.0 Ομάδα 4 8.7 8.3 6.5 76.2 0.3 0.0 Ομάδα 5 0.0 0.1 0.0 0.0 89.7 10.2 Ομάδα 6 0.0 0.0 0.0 0.0 16.2 83.8 Συνολικό ποσοστό επιτυχούς κατάταξης: 84.2% 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Τα αποτελέσματα της μελέτης για τις δυο περιόδους μελέτης και στους δυο σταθμούς κρίνονται ιδιαίτερα ικανοποιητικά. Κατά τη θερμή-ξηρή περίοδο τα ποσοστά σωστής κατάταξης είναι σαφώς μεγαλύτερα, λόγω μικρότερης - 281 -
μεταβλητότητας των καιρικών καταστάσεων γεγονός που οδηγεί και στην ύπαρξη λιγότερων ομάδων. Το παραπάνω επιβεβαιώνεται και από τη διατήρηση περισσότερων μεταβλητών στις διαχωριστικές συναρτήσεις κατά τη ψυχρή περίοδο. Οι τύποι καιρού που προέκυψαν από την ανάλυση κατά συστάδες συνδέονται με τους επικρατούντες τύπους κυκλοφορίας σε ιδιαίτερα υψηλά ποσοστά. Η προγνωστική ικανότητα των τύπων καιρού από τους τύπους κυκλοφορίας είναι αρκετά υψηλή τόσο με χρήση της ανάλυσης κατά συστάδες όσο και με τη διαχωριστική ανάλυση. Δεδομένου ότι οι τύποι κυκλοφορίας είναι δυνατόν να προβλεφθούν μέσω μοντέλων γενικής κυκλοφορίας, με την παρούσα μεθοδολογία γίνεται εφικτή η πρόγνωση των τύπων καιρού στους δυο σταθμούς μελέτης. ABSTRACT In the present study discriminant analysis is being applied in order to discover the relations between the circulation types of the upper atmosphere and the weather types at two stations (Athens-Thessaloniki). The calendar of an automatic classification has been used for the Greek region (study period: 1958-2000) that consists of 14 circulation types. For each circulation type several meteorological parameters are calculated. A combination of meteorological parameters, at the two stations, as temperature, precipitation, vapor tension, wind and sunshine duration result to defining the weather groups-types. The period of the study is divided into two sub-periods for each year. The results of the present study are considered very satisfactory. ΑΝΑΦΟΡΕΣ Diab R.D., Preston-Whyte R.A. and Washington R., (1991): Distribution of rainfall by synoptic type over Natal, South Africa. Int. J. of Climatol., 11, 877-888. Ghosh S., Sen P.K. and De U.K., (2004): Classification of thunderstorm and nonthunderstorm days in Calcutta (India) on the basis of linear discriminant analysis. Atmosfera, 1-12. Kalkstein L.S., Nichols M.C., Barthel C.D. and Greene J.S., (1996): A new spatial synoptic classification: application to air-mass analysis. Int. J. of Climatol., 16, 983-1004. Kassomenos P., Flocas H.A., Lycoudis S. and Petrakis M., (1998): Analysis of mesoscale patterns in relation to synoptic conditions over the Urban Mediterranean Basin. Theor. Appl. Climatol., 59, 215-229. Klecka, W. R. (1990): Discriminant Analysis. Sage University Paper Series on Quantitative Application in the Social Sciences, 19, Sage Publications, USA, 71pp. Μαχαίρας Π., Αναγνωστοπούλου Χ. και Πατρίκας Ι., (2000): Μια αντικειμενική κατάταξη τύπων κυκλοφορίας στον ελληνικό χώρο. 5 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας-Φυσικής της Ατμόσφαιρας, Θεσσαλονίκη, 25-33. Ward M.N. and Folland C.K., (1991): Prediction of seasonal rainfall in the North Nordeste of Brazil using eigenvectors of sea-surface temperature. Int. J. of Climatol., 11, 711-743. - 282 -