Ανάπτυξη Μεθοδολογίας Ταξινόμησης των Καταιγιδοφόρων Συστημάτων στην Αττική

Abstract

Κύριο αντικείμενο της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας αποτελεί η ανάπτυξη μεθοδολογίας ταξινόμησης των καταιγίδων στην Αττική, σε καθεστώς οριζόντιας και κατακόρυφης ανάπτυξης. Η υπό μελέτη περιοχή χαρακτηρίζεται από σύνθετη τοπογραφία και έντονη αστική δόμηση, ενώ περιβάλλεται από το Σαρωνικό στα νότια και τον Ευβοϊκό κόλπο στα ανατολικά. Το λεκανοπέδιο της Αθήνας χαρακτηρίζεται από τη συχνή εμφάνιση στρωματόμορφων κατακρημνίσεων που παρουσιάζουν χωρική και χρονική μεταβλητότητα, μαζί με αξιοσημείωτες μεταγωγικές καταιγίδες, ο συνδυασμός των οποίων οδηγεί αναπόφευκτα σε αιφνίδιες τοπικές πλημμύρες μεγάλου όγκου και μικρής διάρκειας (flash floods), και κατά συνέπεια σε σημαντικές αλλοιώσεις του φυσικού, αλλά κυρίως του δομημένου περιβάλλοντος (δημόσιες υποδομές, ιδιωτικές περιουσίες). Στα πρώτα κεφάλαια παρουσιάζεται μια εκτενής βιβλιογραφική ανασκόπηση της υπάρχουσας βιβλιογραφίας. Στη συνέχεια, αναπτύσσεται μια καινοτόμα μεθοδολογία με χρήση εξελικτικών αλγορίθμων για βέλτιστη προσαρμογή μιας κατανομής στην αθροιστική βροχόπτωση, με βάση χρονοσειρές δεκάλεπτης βροχόπτωσης από 12 μετεωρολογικούς σταθμούς, κατά την περίοδο 2009 - 2012. Επιπλέον, καθορίζεται ένα κρίσιμο όριο για την ένταση βροχόπτωσης για κάθε σταθμό, το οποίο διαχωρίζει την κατακρήμνιση στα δύο καθεστώτα. Τα στοιχεία του Δικτύου Ανίχνευσης Ηλεκτρικών Εκκενώσεων της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας και τα αποτελέσματα του προγνωστικού αριθμητικού μοντέλου υετού προερχόμενου από νέφη κατακόρυφης ανάπτυξης του ECMWF χρησιμοποιούνται για να ελεγχθούν τα αποτελέσματα του αλγορίθμου σε σχέση με το μεταγωγικό καθεστώς. Τα ευρήματα της προτεινόμενης αυτής μεθοδολογίας υποδηλώνουν ότι η ταξινόμηση των καταιγίδων στην Αττική ελέγχεται ικανοποιητικά με τις δύο ανεξάρτητες μεθόδους.

Main scope of this master thesis is to classify the precipitation over Athens area into stratiform and convective components. The area under investigation is characterized by complex topography and intense urbanization, while it is surrounded by water bodies such as Saronic Gulf in the south and Evoikos Gulf in the east. Athens basin experiences stratiform precipitation events exhibiting spatial and temporal variability, along with remarkable convective precipitation, a combination which inevitably leads to flash floods and consequently significant damages. A methodology using evolutionary algorithms for best fitting the precipitation distribution has been developed based on 10 min precipitation time series from 12 meteorological stations, during 2009-2012. In addition, a critical rain intensity threshold has been determined for each meteorological station and year, in order to classify the precipitation into stratiform and convective components. Data from the Lightning Detection Network of Hellenic National Meteorological Service have been used to verify algorithm outputs with respect to convective precipitation. Furthermore, METAR reports and Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) datasets have been implemented within the validation process. The findings of the performed methodology indicate that the extracted classification of precipitation to stratiform and convective components is verified satisfactorily compared to the remote sensing and ground based independent observations.