Ημερολόγιο Εκδηλώσεων

Περιγραφή:
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Σχολή Μηχανικών Ορυκτών Πόρων Εξεταζόμενη φοιτήτρια: Άγου Βασιλική Θέμα Μεταπτυχιακής Εργασίας: «Γεωστατιστική ανάλυση μη Γκαουσσιανών χωροχρονικών δεδομένων. Εφαρμογή σε δεδομένα βροχόπτωσης της Κρήτης» Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή: Καθ. Χριστόπουλος Διονύσιος (επιβλέπων) Καθ. Καρατζάς Γεώργιος Επ.Καθ. Παρτσινέβελος Παναγιώτης Περίληψη Η ζωή στη Γη είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με τον καιρό και το κλίμα. Κατά συνέπεια, πληροφορίες οι οποίες βοηθούν στην ερμηνεία των παραγόντων που επηρεάζουν τέτοιου είδους φαινόμενα είναι ζωτικής σημασίας για το περιβάλλον και την οικονομική βιωσιμότητα. Η ευαισθησία της Ευρώπης στην κλιματική αλλαγή αυξάνεται με κατεύθυνση από το βορρά προς το νότο, με πολλές μελέτες να δείχνουν ότι η νότια Ευρώπη θα πληγεί πιο σοβαρά. Πιο συγκεκριμένα, η νότια Ευρώπη αναμένεται να γίνει πιο θερμή και ξηρή, επιφέροντας συνέπειες στους υδατικούς πόρους, την υδροηλεκτρική ενέργεια, την γεωργική παραγωγή και την ξυλεία της. Εξαιτίας της ευαισθησίας της Μεσογείου σε τέτοια φαινόμενα, πολλές περιοχές της έχουν μελετηθεί εκτενώς. Οι μελέτες αυτές υποδεικνύουν μία τάση μείωσης της ατμοσφαιρικής κατακρήμνισης, κυρίως στις νοτιοανατολικές περιοχές. Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στη διερεύνηση τάσεων που σχετίζονται με τις βροχοπτώσεις στο νησί της Κρήτης. Προκειμένου να δημιουργηθεί μια αποτελεσματική μεθοδολογία για την πρόβλεψη χωρικών και χρονικών τάσεων της βροχόπτωσης και την παραγωγή αντίστοιχων χαρτών, απαιτείται η χρήση της Γεωστατιστικής. Η παρούσα διατριβή χρησιμοποιεί μηνιαία δεδομένα βροχόπτωσης από 54 βροχομετρικούς σταθμούς στην Κρήτη για την χρονική περίοδο από το 1948 έως το 2012. Για την χρονική περίοδο από το 1948 έως και το 1964 τα δεδομένα παρουσιάζουν πολλές ελλείψεις και δεν χρησιμοποιήθηκαν πέρα από μια διερευνητική ανάλυση. Για την μελέτη των δεδομένων βροχόπτωσης στο χρονικό διάστημα από 1965 έως 2012 αναπτύχθηκε γεωστατιστική μεθοδολογία ανάλυσης. Αρχικά, οι πρωτογενείς μηνιαίες μετρήσεις της βροχόπτωσης αναλύθηκαν σε διαφορετικές χρονικές και χωρικές κλίμακες, ώστε να εκτιμηθούν οι στατιστικές τους ιδιότητες. Στη συνέχεια, διερευνήθηκε η συμβολή των τοπογραφικών παραμέτρων στο ύψος και την χωρική κατανομή της βροχόπτωσης. Με εφαρμογή της πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης (multilinear regression) δημιουργήθηκε ένα μοντέλο χωρικής τάσης της βροχόπτωσης ανά έτος. Κατόπιν αφαίρεσης της τάσης από τη συνολική βροχόπτωση προκύπτει το χωρικό πεδίο υπολοίπων της βροχόπτωσης, το οποίο χρησιμοποιείται για γεωστατιστική ανάλυση με τη μέθοδο regression kriging. Η χωρική μεταβλητότητα των δεδομένων ποσοτικοποιείται με τη βοήθεια της συνάρτησης του βαριογράμματος, για την οποία χρησιμοποιείται το Σπαρτιάτικο μοντέλο βαριογράμματος. Για την κατασκευή χαρτών βροχόπτωσης απαιτείται και η εκτίμηση των χωρικών τάσεων σε κάθε κόμβο του πλέγματος χαρτογράφησης. Για να επιτευχθεί αυτό, χρησιμοποιήθηκε το ψηφιακό μοντέλο εδάφους της Κρήτης, το οποίο δημιουργήθηκε μέσω της πλατφόρμας των Γεωγραφικών Πληροφοριακών Συστημάτων. Για την επαλήθευση του γεωστατιστικού μοντέλου, χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος της διασταυρωτικής επιβεβαίωσης (leave-one-out cross-validation) και υπολογίσθηκαν στατιστικά μέτρα επίδοσης. Η ανάλυση των μέτρων αυτών έδειξε ότι η απόκλιση μεταξύ των εκτιμώμενων και των πραγματικών τιμών της βροχόπτωσης είναι μικρή. Τέλος, δημιουργήθηκαν χάρτες βροχόπτωσης χρησιμοποιώντας το παραπάνω γεωστατιστικό μοντέλο. Τα πιο σημαντικά συμπεράσματα που προκύπτουν από την παρούσα διατριβή είναι η ανίχνευση συστηματικής διαφοράς της βροχόπτωσης ανάμεσα στην Ανατολική και την Δυτική Κρήτη, καθώς και η μη σημαντική μεταβολή της ετήσιας βροχόπτωσης για το χρονικό διάστημα 1965 έως 2012. Επίσης, η ανάλυση έδειξε ότι το υψόμετρο αποτελεί την σημαντικότερη από τις τοπογραφικές παραμέτρους για τον προσδιορισμό της ετήσιας βροχόπτωσης. Το βροχομετρικό δίκτυο είναι ιδιαίτερα αραιό και παρατηρείται αυξημένη αβεβαιότητα στις εκτιμήσεις της βροχόπτωσης στις παράλιες περιοχές του νησιού. Τα παραπάνω ευρήματα βελτιώνουν την κατανόηση μας, όσον αφορά τις χωροχρονικές μεταβολές της βροχόπτωσης, καθώς και την στατιστική κατανομή της βροχόπτωσης σε όλη την έκταση της Κρήτης. Το προτεινόμενο μοντέλο παρέχει ένα ευέλικτο και μαθηματικά εξελιγμένο εργαλείο το οποίο μπορεί να βρει εφαρμογές στην πιο αποτελεσματική διαχείριση των υδάτινων πόρων.