Αστικοποίηση και κλίμα στο πλαίσιο της παγκόσμιας θέρμανσης
Authors: Πέτρου Ηλίας 
Published: January 2024

Αντικείμενο της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής είναι η μελέτη των αλλαγών στην συχνότητα των τύπων καιρού για την ευρύτερη περιοχή της Ευρώπης από το 1979 έως το 2019, και η μελέτη της της αστικής θερμικής νησίδας για 4 μεγάλες Ευρωπαϊκές πόλεις (Αθήνα, Βαρκελώνη, Λουξεμβούργο και Ελσίνκι), κατά τη διάρκεια του θέρους. Για την επίτευξη του τελευταίου στόχου, δημιουργήθηκαν και αξιοποιήθηκαν τοπικές ταξινομήσεις τύπων καιρού για κάθε πόλη και διερευνήθηκαν τα χωρικά και χρονικά χαρακτηριστικά της έντασης του φαινομένου της αστικής θερμικής νησίδας, καθώς και η συσχέτιση συγκεκριμένων τύπων καιρού με το φαινόμενο της αστικής υπερθέρμανσης, κατά τη θερμή περίοδο (Ιούνιος-Σεπτέμβριος) του έτους, για ημέρα και νύχτα, από το 2008 έως το 2017. Στο πρώτο στάδιο, για τη διεύρυνση των μεταβολών στη συχνότητα τύπων καιρού για την ευρύτερη περιοχή της Ευρώπης, χρησιμοποιήθηκε ένα πρόσφατα αναπτυγμένο σύστημα ταξινόμησης τύπων καιρού (Gridded Weather Type Classification 2- GWTC2), ενώ δεδομένα μηνιαίων μέσων τιμών θερμοκρασίας αέρα (στα 2m), σημείου δρόσου (στα 2m) και θερμοκρασίας στην επιφάνεια της θάλασσας ελήφθησαν από τη βάση δεδομένων ERA5 reanalysis (ECMWF), με στόχο τη μελέτη των παραγόντων που οφείλονται στις τάσεις των συχνοτήτων κάθε τύπου καιρού. Τα αποτελέσματα που ελήφθησαν υπέδειξαν μία σημαντική αύξηση στη συχνότητα των θερμών τύπων καιρού από το 1979, ενώ ταυτόχρονα, οι περισσότεροι ψυχροί τύποι παρουσιάζουν σημαντική μείωση. Οι πιο αξιοσημείωτες μεταβολές στη συχνότητα των τύπων καιρού σημειώνονται πρωτίστως στις θαλάσσιες περιοχές, βόρεια της Ευρώπης και δευτερευόντως στον τομέα που περιλαμβάνει τη Νότια και Κεντρική Ευρώπη, ενώ βρέθηκε ότι οι πολικές θαλάσσιες περιοχές (Νορβηγική Θάλασσα, Θάλασσα του Μπάρεντς και Θάλασσα της Γροιλανδίας) παρουσιάζουν μέση αύξηση θερμοκρασίας 3-4 °C, καθώς και αύξηση του σημείου δρόσου και της θερμοκρασίας στην επιφάνεια. Στο δεύτερο στάδιο, επιχειρείται ο ορισμός τοπικών τύπων καιρού για κάθε πόλη. Για το σκοπό αυτό δεδομένα ελήφθησαν από την βάση δεδομένων NCEP/NCAR και αφορούν ημερήσιες τιμές (12UT) των εξής παραμέτρων από το 1950 έως το 2020: γεωδυναμικό ύψος των ισοβαρικών επιφανειών των 500 hPa και 1000 hPa, θερμοκρασία του αέρα και ειδική υγρασία στην ισοβαρική επιφάνεια των 850 hPa, θερμοκρασία του αέρα σε ύψος 2 m από την επιφάνεια του εδάφους, ειδική υγρασία σε ύψος 2 m από την επιφάνεια του εδάφους, ζωνική και μεσημβρινή συνιστώσα της ταχύτητας του ανέμου σε ύψος 10 m από την επιφάνεια του εδάφους, ολική νεφοκάλυψη καθώς και ρυθμό υετού και ανωμεταφορικού υετού, για κάθε πόλη. Στο στάδιο αυτό, για τους επικρατούντες τύπους καιρού, εξετάζονται τα χαρακτηριστικά τους, καθώς και η συχνότητα εμφάνισης τους (μηνιαία και ετήσια). Η παρούσα διατριβή καταλήγει με τη μελέτη της ένταση του φαινομένου της αστικής θερμικής νησίδας καθώς και της αστικής υπερθέρμανσης για κάθε πόλη από το 2008 έως το 2017, για τη θερινή περίοδο (Ιούνιος - Σεπτέμβριος), τόσο κατά τη διάρκεια της ημέρας όσο και κατά τη διάρκεια της νύχτας. Στο στάδιο αυτό αξιοποιήθηκαν τα δεδομένα από την πρόσφατη βάση δεδομένων Copernicus urban climate. Έπειτα, πραγματοποιείται η κατανομή συχνοτήτων της ένταση της αστικής θερμικής νησίδας για κάθε πόλη, εξετάζεται η συσχέτιση της αστικής υπερθέρμανσης με τους κυριάρχους τύπους καιρού και τέλος, διερευνάται η χρονική και χωρική (hot-spots) κατανομή της αστικής υπερθέρμανσης. Από την μελέτη των χωρικών και χρονικών διακυμάνσεων της θερμικής νησίδας για κάθε πόλη, διαπιστώθηκε η παρουσία μιας ισχυρής αστικής υπερθέρμανσης, η οποίο τείνει να είναι ισχυρότερη κατά τη διάρκεια της θερμής περιόδου του έτους και ειδικά κατά τη διάρκεια της νύχτας. Επιπλέον, ένα από τα βασικά συμπεράσματα της συγκεκριμένης μελέτης ήταν το γεγονός ότι αυξάνεται το γεωγραφικό πλάτος, παρατηρείται περιορισμός του φαινομένου, τόσο χωρικά όσο και ως προς τη δυναμική του. Τέλος, από την συσχέτιση τοπικών τύπων καιρού με την αστική υπερθέρμανση, προέκυψε ότι οι θερινοί τύποι καιρού που ενισχύουν το φαινόμενο, σχετίζονται κυρίως με συνθήκες υψηλών θερμοκρασιών, ασθενών ανέμων και χαμηλής/μέτριας νεφοκάλυψης, ενώ μεγαλύτερη επίδραση, φαίνεται να έχουν τοπικά φαινόμενα μικρής ή μεσαίας κλίμακας (π.χ. παρουσία θαλάσσιας αύρας κυρίως στις παράκτιες πόλεις).