Παρουσίαση Διπλωματικής Εργασίας της κας Ολιάννας Ακουμιανάκη

«Χωροχρονική ανάλυση βροχομετρικών δεδομένων της νήσου Κρήτης με χρήση στατιστικών μεθόδων»

με θέμα  «Χωροχρονική ανάλυση βροχομετρικών δεδομένων της νήσου Κρήτης με χρήση στατιστικών μεθόδων»

Δευτέρα 7 Οκτωβρίου 2019, Ώρα: 11:30 Αίθουσα: Κ2.Α3

Εξεταστική Επιτροπή

  • Καθηγητής Γεώργιος Καρατζάς (Επιβλέπων)
  • Αν. Καθηγητής Νικόλαος Παρανυχιανάκης
  • Δρ. Βαρουχάκης Εμμανουήλ  

Περίληψη:

Η παρούσα εργασία αποτελεί μια στατιστική ανάλυση και μελέτη των βροχομετρικών δεδομένων στη νήσο Κρήτη, σχετιζόμενη με τον χώρο και τον χρόνο. Αρχικά, πραγματοποιείται μια εκτενής περιγραφή της περιοχής μελέτης, όπου αναλύονται τα γεωγραφικά, μορφολογικά και υδρολογικά χαρακτηριστικά της Κρήτης. Περιγράφονται επίσης, τα βασικά χαρακτηριστικά του κλίματος, το γεωλογικό της υπόβαθρο και γίνεται αναφορά στις κύριες χρήσεις γης και ύδατος, καθώς επίσης στα επιφανειακά ύδατα και τις υδρολογικές λεκάνες του νησιού.

Σε επόμενο κεφάλαιο, ακολουθεί παρουσίαση της βάσης των βροχομετρικών δεδομένων, όπου απαριθμούνται πενήντα οκτώ βροχομετρικοί σταθμοί διάσπαρτοι στους τέσσερις νομούς της Κρήτης για τα έτη 1974 - 2018. Τα βροχομετρικά δεδομένα συλλέχθηκαν από κάθε έναν σταθμό ξεχωριστά και αναλύθηκαν με τη χρήση του λογιστικού φύλλου Excel, καθώς επίσης και με τη χρήση της εφαρμογής λογισμικού «Υδρογνώμων», ώστε να υπάρχει μια ολοκληρωμένη βάση, άμεσης πρόσβασης στα συγκεντρωτικά δεδομένα του κάθε βροχομετρικού σταθμού. Συνεχίζοντας, ακολουθεί η στατιστική επεξεργασία της βροχόπτωσης, όπου μέσω περιγραφικής στατιστικής, εξετάζεται η χρονική κατανομή της βροχόπτωσης. Πιο συγκεκριμένα, παρατίθενται διαγράμματα με την μέση ετήσια συνολική βροχόπτωση για τους τέσσερις νομούς της Κρήτης, για την Ανατολική και Δυτική Κρήτη, καθώς και για το σύνολο όλων των σταθμών, δηλαδή για την νήσο Κρήτη και εντοπίστηκε η συσχέτιση της βροχόπτωσης μεταξύ των τεσσάρων νομών, ώστε να φανεί αν παρουσιάζουν μεταξύ τους μιας γραμμική σχέση, ο ένας με τον άλλο. Επίσης, έγινε σύγκριση της μεταβολής της βροχόπτωσης των σταθμών της Κρήτης με κλιματικούς δείκτες π.χ. Mediterranean Oscillation Index (MOI), ο οποίος ορίζεται ως κανονικοποιημένη διαφορά πίεσης, μεταξύ Αλγερίου και Κάιρο για το χρονικό διάστημα που υπάρχουν διαθέσιμα δεδομένα (1973-2017), με σκοπό να εξεταστεί η μεταξύ τους συσχέτιση.

Μέσω γραφημάτων προσαρμογής της κατανομής Gumbel, προσδιορίζονται οι περίοδοι επαναφοράς της μέγιστης βροχόπτωσης αλλά και το ύψος βροχής που αναμένεται και έπειτα με τη χρήση του λογισμικού Matlab, εντοπίζονται τα σημαντικά έτη καθώς και τα έτη με τις μεγαλύτερες διακυμάνσεις για κάθε μια περίπτωση που μελετάμε. Επίσης, πραγματοποιείται στατιστικός έλεγχος υποθέσεων για τα βροχομετρικά δεδομένα, όπου εφαρμόζεται ο έλεγχος T-test και ο μη παραμετρικός έλεγχος Mann-Kendall. Συνεχίζοντας, μέσω της διαδικασίας ομαδοποίησης δεδομένων, εφαρμόζεται μια νέα μέθοδος βασιζόμενη στην τεχνολογία των νευρωνικών δικτύων, η μέθοδος των «χαρτών αυτό-οργάνωσης», όπου δίνονται αποτελέσματα χωροπληθών χαρτών, καθώς ταξινομούνται και χαρτογραφούνται τα δεδομένα με βάση την ομοιογένειά τους. Στα πλαίσια της ομαδοποίησης των δεδομένων, πραγματοποιείται ακόμα χαρτογράφηση της χωρικής μεταβολής της βροχόπτωσης για τα έτη 2010-2018, με τη μέθοδο Kriging και χρήση εκθετικού βαριογράμματος, η οποία πραγματοποιήθηκε με κώδικα σε περιβάλλον R.

Τέλος, αφού παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των μεθόδων που χρησιμοποιήθηκαν,  αναφέρονται τα βασικά συμπεράσματα, που αφορούν τη χωρο-χρονική κατανομή της βροχόπτωσης σε ολόκληρη την έκταση του νησιού. Πιο συγκεκριμένα προκύπτουν τα εξής σημαντικά συμπεράσματα:

Η Δυτική Κρήτη, εμφανίζει μεγαλύτερο ύψος βροχής από την Ανατολική και η βροχή αυξάνει με το ανάγλυφο. Επίσης τη μεγαλύτερη συσχέτιση ως προς τη βροχόπτωση την έχουν το Ρέθυμνο σε σχέση με το Ηράκλειο, ενώ την χαμηλότερη τα Χανιά σε σχέση με το Λασίθι. Για το σύνολο των σταθμών της νήσου Κρήτης, εκτιμάται ότι κατά τη διάρκεια των υδρολογικών ετών 1974-2018, το ύψος της βροχόπτωσης ακολούθησε πτωτική τάση, της τάξεως των 2.15 mm/yr, ενώ ο μέσος όρος της συνολικής ετήσιας βροχόπτωσης στο υδατικό διαμέρισμα της Κρήτης, ανέρχεται σε 732.46 mm κατακρημνισμάτων. Η υψηλότερη βροχόπτωση παρατηρείται στον σταθμό Ασκύφου των Χανίων, ενώ η χαμηλότερη παρατηρείται στο λιμάνι του Ηρακλείου. Τέλος, εντοπίστηκε ότι για τη πλειοψηφία των νομών, το 2015 είναι το έτος με τις μεγαλύτερες διακυμάνσεις και ακραίες τιμές στη βροχόπτωση.