title: Evaluation of gridded precipitation datasets over Greece
title: Διερεύνηση της συνέπειας πλεγματικών μοντέλων βροχόπτωσης για την περιοχή της Ελλάδας 
Creators: name: Παπα Καλλιοπη-Μικαελα
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2024

description: The spatiotemporal precipitation patterns in Greece are accentuated by several factors, including the complex topography and the multifaceted climatic regimes of the country. Rain gauges, albeit a reliable tool for the accurate quantification of rainfall, are scarce, sporadic, and not properly maintained. In these instances, gridded datasets may provide a solution by administering spatially and temporally continuous precipitation data. The products, however, reveal limitations in the realistic simulation of precipitation, primarily caused by the intrinsic flaws of the underlying methods used. The assessment of nine of the most spatially and temporally detailed precipitation datasets, namely ERA5-Land (ERA5L), AgERA5, CHELSA-W5E5 v1.1 (CHELSA), MSWEP V2.8, CHIRPS05, IMERG V06, PERSIANN-CCS-CDR (PCCSCDR), and E-OBS, compared against field observations acquired from 304 gauging stations across Greece has not been previously attempted. The evaluation is conducted on a daily and a monthly timescale, over a 32-year period (1984 – 2016), assessing the performance of the gridded products by considering both the country as a whole and its individual regions. The ability of the datasets to correctly portray the occurrence of extreme events and precipitation patterns is examined by statistical metrics and further insights are provided by the application and statistical analysis of climate indices on ground observations. CHELSA, CERRAL and AgERA5 consistently yield acceptable results across statistical metrics, outperforming others like PCCSCDR, which exhibits inferior performance in both temporal scales. The statistical analysis reveals distinct patterns of heavier precipitation in northern and western regions, with strong seasonal variability in the West and South and a possible average decennial increase of over 110 mm in mean annual rainfall and 30 mm in extreme rainfall, over the assessment period. Overall, the datasets fail to accurately depict extreme precipitation, but CHELSA and CERRAL stand out as more reliable options for describing the precipitation dynamics in Greece.
description: Τα χωροχρονικά μοτίβα βροχόπτωσης στην Ελλάδα επηρεάζονται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της σύνθετης τοπογραφίας και των πολυποίκιλων κλιματικών συστημάτων. Tα βροχόμετρα, αν και αποτελούν τη βάση για την αξιόπιστη ποσοτικοποίηση της βροχόπτωσης, παρουσιάζουν ελλιπείς καταγραφές, είναι σποραδικά και συχνά συντηρούνται πλημμελώς. Σε αυτές τις περιπτώσεις, τα πλεγματικά δεδομένα μπορούν να αποτελέσουν μια λύση, παρέχοντας χωρικά και χρονικά συνεχή δεδομένα βροχόπτωσης. Τα δεδομένα αυτά, ωστόσο, παρουσιάζουν περιορισμούς όσον αφορά τη ρεαλιστική αποτύπωση της βροχόπτωσης, οι οποίοι οφείλονται κυρίως στις εγγενείς ατέλειες των υποκείμενων μεθόδων που χρησιμοποιούν. Στην παρούσα εργασία γίνεται αξιολόγηση για εννέα από τα πιο χωροχρονικά λεπτομερή μοντέλα, και συγκεκριμένα των ERA5-Land (ERA5L), AgERA5, CHELSA-W5E5 v1.1 (CHELSA), MSWEP V2.8, CHIRPS05, IMERG V06, PERSIANN-CCS-CDR (PCCSCDR) και E-OBS, σε αντιπαραβολή με παρατηρήσεις πεδίου που λήφθηκαν από 304 βροχομετρικούς σταθμούς σε όλη την Ελλάδα. Η αξιολόγηση πραγματοποιείται σε ημερήσια και μηνιαία κλίμακα, για μια περίοδο 32 ετών (1984 - 2016), αξιολογώντας την απόδοση των πλεγματικών δεδομένων, εξετάζοντας τη συνέπεια τους τόσο σε επίπεδο χώρας όσο και κατά περιοχικές συστάδες παρόμοιων χαρακτηριστικών. Η ικανότητα των πλεγματικών δεδομένων να αποτυπώνουν σωστά τις ακραίες τιμές και τα μοτίβα βροχόπτωσης εξετάζεται με στατιστικούς δείκτες, ενώ περαιτέρω συμπεράσματα εξάγονται με στατιστική ανάλυση τυποποιημένων κλιματικών δεικτών και διαχρονικών τάσεων. Τα μοντέλα CHELSA, CERRAL και AgERA5 παράγουν συστηματικά συνεπέστερα αποτελέσματα για όλους τους δείκτες έναντι άλλων, όπως για παράδειγμα το PCCSCDR, το οποίο παρουσιάζει υποδεέστερες επιδόσεις και στις δύο χρονικές κλίμακες. Η στατιστική ανάλυση αποκαλύπτει διακριτά μοτίβα εντονότερων βροχοπτώσεων στις βόρειες και δυτικές περιοχές της χώρας, με έντονη εποχιακή διακύμανση στα δυτικά και νότια. Προσδιορίζεται επίσης μια πιθανή μέση αύξηση άνω των 110 mm στη μέση ετήσια βροχόπτωση και 30 mm στην ακραία βροχόπτωση, ανά δεκαετία, κατά την περίοδο αξιολόγησης. Συνολικά, τα πλεγματικά δεδομένα αδυνατούν να αποδώσουν με ακρίβεια τις ακραίες βροχοπτώσεις, αλλά το CHELSA και το CERRAL ξεχωρίζουν ως πιο αξιόπιστες επιλογές για την περιγραφή της δυναμικής των βροχοπτώσεων στην Ελλάδα.