title: Ανάλυση χρονοσειρών βροχόπτωσης σε πόλεις της Βόρειας Κρήτης και η διερεύνηση σύνδεσης με τη κλιματική αλλαγή

title: Time series analysis of rainfall in cities of northern Crete - investigation of a connection to climate change

Creators: name: Αντωνακακη Κλεανθη
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2022

description: Σκοπός της μελέτης αυτής είναι να εξεταστούν οι βροχοπτώσεις που επικρατούν στις πόλεις των Χανίων, του Ηρακλείου και της Σητείας και στη συνέχεια να εξαχθούν συμπεράσματα σχετικά με το αν υπάρχουν εμφανή δείγματα σύνδεσης με την κλιματική αλλαγή. Αρχικά, πραγματοποιείται μια εκτενής περιγραφή της περιοχής μελέτης, όπου αναλύονται τα γεωγραφικά, μορφολογικά, κλιματικά και υδρολογικά χαρακτηριστικά (προσδιορισμός υδρολογικού ισοζυγίου), καθώς και οι χρήσης γης και νερού της Κρήτης. Στη συνέχεια γίνεται προσπάθεια προσδιορισμού και προσέγγισης του προβλήματος της κλιματικής αλλαγής, καθώς επίσης αναφέρονται και πιθανές συνέπειες αναφορικά με τις βροχοπτώσεις αλλά και άλλες παραμέτρους για την περίπτωση της Κρήτης. Η ανάλυση των χρονοσειρών βροχόπτωσης, γίνεται για την περίοδο ετών 1958-2018, για τις τρεις πόλεις. Η συλλογή των δεδομένων βροχόπτωσης έγινε από διάφορους φορείς, όπως το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών, την Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία και την Αποκεντρωμένη διοίκηση Κρήτης, ενώ στη συνέχεια η επεξεργασία τους έγινε μέσω του προγράμματος Minitab. Αρχικά μελετάται (στατιστικά) ξεχωριστά η κάθε πόλη και στη συνέχεια γίνεται σύγκριση τους ανά ζεύγη, δείχνοντας μία ισχυρότερη συσχέτιση ανάμεσα σε Ηράκλειο-Σητεία καθώς και ότι τα Χανιά διαθέτουν τις μεγαλύτερες ποσότητες βροχόπτωσης. Ακολούθως, επιλέχθηκαν τα Χανιά, ως το μέρος με τις περισσότερες βροχοπτώσεις, για να γίνει σύγκριση και συσχέτιση των παραμέτρων της θερμοκρασίας και της ηλιοφάνειας με τη βροχόπτωση, όπου προέκυψε πως υπάρχει μέτρια προς ισχυρή αρνητική συσχέτιση και στους δυο συνδυασμούς. Ακόμη έγινε σύγκριση των ποσοτήτων βροχόπτωσης ανάμεσα σε Χανιά και Τυμπάκι, δείχνοντας πως όταν αυξάνονται τα ποσά βροχόπτωσης στα Χανιά αυξάνονται και στο Τυμπάκι. Τέλος, έγινε προσπάθεια πρόβλεψης ποσοτήτων βροχόπτωσης στα Χανιά, για τα επόμενα τρία έτη με τη μέθοδο της διάσπασης χρονοσειρών. Στο τελευταίο κεφάλαιο της εργασίας περιλαμβάνονται σχόλια και συμπεράσματα που προέκυψαν κατά την ανάλυση των δεδομένων. Από τη μελέτη προέκυψε πως παρατηρούνται κάποια φαινόμενα κλιματικής αλλαγής και στις τρεις πόλεις που εξετάζονται.
description: This study aims to examine the rainfall occurring in Chania, Heraklion, and Sitia, and to extract conclusions on whether there is evidence suggesting a connection to climate change.
At first the study provides an extensive profile of the study area, analysing the geographical, morphological, and climatic characteristics of Crete, while also referring to land and water use on the island. The area’s hydrological characteristics, such as the drainage basins and water supply systems it consists of, as well as information that comprises its water balance, are also described.
Afterward an attempt is made to designate and touch on the issue of climate change, and mentions possible consequences related to rainfall and other parameters in the case of Crete.
The analysis of rainfall time series spans the period between 1958 and 2018 for the three cities mentioned above. Rainfall data collection involved several organisations, including the National Observatory of Athens, the Hellenic National Meteorological Service, and the Decentralised Administration of Crete, while data analysis was done using the Minitab software. Each city is statistically analysed, and they are then compared in pairs, showing a stronger correlation between Heraklion and Sitia (with a coefficient of determination of 8.67%), and indicating that Chania experiences the largest amounts of rainfall. Given that it experiences the largest rainfall amounts, Chania was chosen as the case study for the comparison and correlation of the factors of temperature and sunshine in relation to rainfall. Here, it emerged that a moderate to strong negative correlation exists in both combinations. Rainfall amounts were also compared between Chania and Tympaki, a city of southern Crete in Heraklion city, showing that as rainfall amounts increase in Chania, they also increase in Tympaki (strong correlation with a coefficient of determination of 75.84%). An effort has also been made to forecast rainfall amounts in Chania for the next three years, using the time series decomposition method.
Finaly at the study contained commentary and conclusions that emerged from the data analysis process. Here, it became apparent that certain climate change phenomena can be observed in all three cities included in this study.