Υπολογισμός σημειακού ύψους βροχής με βάση τις συντεταγμένες και το υψόμετρο
Creators: name: Σαρίογλου, Ελένη Παναγιώτη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2016
Subjects: Ύψος βροχής
Γενετικοί αλγόριθμοι
Μέθοδος ελαχίστων τετραγώνων
Rain depth
Genetic algorithm
Least squares method

description: Η διαμόρφωση του κλίματος μιας περιοχής προκύπτει από την αλληλεπίδραση μετεωρολογικών και άλλων παραγόντων, όπως το ανάγλυφο, η σύσταση της ατμόσφαιρας, η ηλιακή ακτινοβολία, ακόμη και η χρήση γης και άλλες ανθρώπινες δραστηριότητες. Τα κύρια μετεωρολογικά φαινόμενα που χρησιμοποιούνται για να οριστεί ο καιρός σε μια περιοχή και για να προσδιοριστεί, κατόπιν μακροχρόνιων μετρήσεων και στατιστικής ανάλυσης, το κλίμα μιας περιοχής είναι η ατμοσφαιρική πίεση, η θερμοκρασία, η υγρασία και η κίνηση του αέρα και, σε εξάρτηση με τα παραπάνω, ο υετός (βροχή, χαλάζι, χιόνι). Αντικείμενο μελέτης της παρούσας μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας είναι το μετεωρολογικό φαινόμενο της βροχής και πιο συγκεκριμένα η πρόβλεψη των κατακρημνίσεων σε οποιοδήποτε σημείο μιας συγκεκριμένης περιοχής μελέτης. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω μιας πολυωνυμικής συνάρτησης πρώτου βαθμού ως προς τις ανεξάρτητες μεταβλητές των συντεταγμένων X,Y και του υψομέτρου Z. Σκοπός της συγκεκριμένης εργασίας είναι να καθοριστούν οι συντελεστές του πολυωνύμου, ώστε η τιμές του να προσεγγίζουν όσο το δυνατόν καλύτερα την τιμή της ετήσιας βροχόπτωσης σε οποιοδήποτε σημείο της εξεταζόμενης περιοχής. Ως κριτήριο βελτιστοποίησης χρησιμοποιείται η ελαχιστοποίηση της διαφοράς των υπολογιζόμενων τιμών από τις γνωστές τιμές στις θέσεις των βροχομετρικών σταθμών της εξεταζόμενης περιοχής. Επιπλέον εξασφαλίζεται ότι η υπολογιζόμενη τιμή σε οποιοδήποτε σημείο της εξεταζόμενης περιοχής βρίσκεται εντός ορίων που τίθενται από τον μελετητή βάσει των υπαρχόντων δεδομένων βροχόπτωσης. Ως εργαλείο βελτιστοποίησης επιλέχθηκε η μέθοδος των γενετικών αλγορίθμων ενώ ο αντίστοιχος κώδικας έχει γραφεί σε γλώσσα προγραμματισμού Q-basic. Ως περιοχή μελέτης επιλέγεται ο νομός Πέλλας στον οποίο, εντοπίζονται 5 μετεωρολογικοί σταθμοί, που ανήκουν διοικητικά στο Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών. Στα πλαίσια της παρούσας μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας προσδιορίζεται η πολυωνυμική σχέση που αποδίδει το ύψος βροχής σε οποιοδήποτε σημείο για τέσσερις συνδυασμούς των τεσσάρων εκ των πέντε σταθμών, ενώ επιπλέον γίνεται και διερεύνηση για την περίπτωση όπου λαμβάνονται υπόψη και οι πέντε μετεωρολογικοί σταθμοί.
description: The climate of a region results from the interaction of meteorological and other factors such as terrain, composition of the atmosphere, solar radiation, land use and other human activities. The main meteorological phenomena that are used to define the weather in a region and to determine, after multiannual measurements and statistical analysis, the climate of a region is the atmospheric pressure, the dewiness, the temperature and air movement, and in dependence on these, the precipitation (rain, hail, snow). The object of this study is the meteorological phenomenon of rain and in particular the estimation of precipitation at any point of a particular study area. This is achieved by a first degree polynomial function with independent variables the coordinates X, Y and the altitude Z of the examined point. The objective of the study is to determine the coefficients of the polynomial function, so that the value of the annual precipitation at any point of the area is calculated as accurately as possible. The criterion of optimization is the minimization of the differences between the calculated values and the known values at the rainfall stations of the area. Moreover, the calculated values at any point of the area, should lie between a lower and an upper bound, which is imposed by the user, based. The method of genetic algorithms is used as optimization tool and the respective code is written in the programming language Q-basic. The proposed methodology has been applied to the Department of Pella, Macedonia, Greece. Five meteorological stations of this area, that are run by the National Observatory of Athens, have been used. In this Master Thesis four combinations of four out of the five stations, have been studied. Moreover, the case of using all five meteorological stations has been investigated.