Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται σε πολλές περιοχές της Ευρώπης και του κόσμου μια εντυπωσιακή αύξηση των θερμών ρεκόρ θερμοκρασίας. Η συχνότητα με την οποία καταρρίπτονται μηνιαία, ημερήσια ή ακόμη και απόλυτα ρεκόρ υψηλής θερμοκρασίας είναι πλέον πολύ μεγαλύτερη σε σχέση με το παρελθόν. Το φαινόμενο αυτό είναι συμβατό με τη γενική εικόνα της παγκόσμιας θέρμανσης, όπως αυτή καταγράφεται από τα διεθνή κλιματικά κέντρα και από τις μακρές χρονοσειρές θερμοκρασίας. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί το πρόσφατο επεισόδιο υψηλών θερμοκρασιών στη δυτική και βορειοδυτική Ευρώπη, όπου σε χώρες όπως η Γαλλία και το Ηνωμένο Βασίλειο αναφέρθηκαν πολυάριθμα θερμά ρεκόρ για τον μήνα Μάιο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι τιμές που καταγράφηκαν ξεπέρασαν παλαιότερα ιστορικά όρια, ενώ μεγάλος αριθμός σταθμών σημείωσε νέες μέγιστες ή πολύ υψηλές ελάχιστες θερμοκρασίες για την εποχή.
Ωστόσο, όταν εξετάζουμε ρεκόρ θερμοκρασίας, πρέπει να είμαστε ιδιαίτερα προσεκτικοί. Δεν αρκεί να γνωρίζουμε μόνο την τιμή που καταγράφηκε. Χρειάζεται να εξετάζουμε και το ιστορικό του σταθμού: τη θέση του, το περιβάλλον γύρω του, τον τύπο του οργάνου, τον κλωβό ή την ασπίδα ακτινοβολίας, την ώρα παρατήρησης, τη μέθοδο υπολογισμού της ημερήσιας μέγιστης και ελάχιστης θερμοκρασίας, καθώς και τυχόν αλλαγές που έχουν γίνει μέσα στα χρόνια. Ένα από τα σημαντικότερα ζητήματα είναι η μετάβαση από τα συμβατικά θερμόμετρα, όπως τα υδραργυρικά θερμόμ ετρα μέγιστης θερμοκρασίας και τα αλκοολούχα θερμόμετρα ελάχιστης, στα αυτόματα ηλεκτρονικά συστήματα καταγραφής. Η αλλαγή αυτή δεν είναι αμελητέα. Τα αυτόματα συστήματα έχουν διαφορετικό χρόνο απόκρισης, διαφορετική συχνότητα δειγματοληψίας και συχνά διαφορετικό τρόπο προστασίας από την ηλιακή ακτινοβολία και τον αερισμό. Σε ορισμένες συνθήκες, ειδικά με ισχυρή ηλιοφάνεια και ασθενή άνεμο, μπορεί να εμφανιστούν μικρές αλλά υπολογίσιμες διαφορές σε σχέση με τις παλαιότερες συμβατικές μετρήσεις.
Αυτό δεν σημαίνει ότι τα σύγχρονα θερμοκρασιακά ρεκόρ είναι αναξιόπιστα. Σημαίνει όμως ότι πρέπει να αξιολογούνται μέσα από διαδικασίες ποιοτικού ελέγχου και ομογενοποίησης. Οι εθνικές μετεωρολογικές υπηρεσίες σε χώρες όπως η Γαλλία, το Ηνωμένο Βασίλειο και η Γερμανία έχουν αναπτύξει μεθόδους ελέγχου των χρονοσειρών, χρησιμοποιώντας μεταδεδομένα σταθμών, παράλληλες μετρήσεις και συγκρίσεις με γειτονικούς σταθμούς. Σκοπός είναι να αφαιρεθούν από τις σειρές οι τεχνητές ασυνέχειες που οφείλονται σε αλλαγές οργάνων, θέσης ή πρακτικών παρατήρησης. Η ομογενοποίηση είναι απαραίτητη για να διαχωριστεί το πραγματικό κλιματικό σήμα από τις τεχνικές μεταβολές του δικτύου. Αν, για παράδειγμα, ένας σταθμός μετακινηθεί, αλλάξει όργανο ή εγκατασταθεί σε διαφορετικό μικροπεριβάλλον, μπορεί να εμφανιστεί ξαφνική μεταβολή στη χρονοσειρά που δεν οφείλεται στο κλίμα. Αν αυτή η μεταβολή δεν εντοπιστεί και δεν διορθωθεί, μπορεί να επηρεάσει λανθασμένα την εκτίμηση της τάσης.
Αντίστοιχα, πρέπει να εξετάζεται και το θέμα της αστικής θερμικής νησίδας. Η αστικοποίηση μπορεί να επηρεάσει ορισμένους σταθμούς, κυρίως όταν το περιβάλλον τους έχει αλλάξει σημαντικά με την πάροδο των δεκαετιών. Όμως η ύπαρξη αστικής επίδρασης σε κάποιες θέσεις δεν αναιρεί τη γενική εικόνα της θέρμανσης. Η άνοδος της θερμοκρασίας παρατηρείται και σε αγροτικούς, ορεινούς και απομακρυσμένους σταθμούς, καθώς και σε ανεξάρτητα σύνολα δεδομένων, όπως οι δορυφορικές παρατηρήσεις, οι θαλάσσιες μετρήσεις και οι επανάλυσεις. Επομένως, η σωστή επιστημονική προσέγγιση δεν είναι ούτε να απορρίπτουμε συλλήβδην τα νέα ρεκόρ ούτε να τα δεχόμαστε άκριτα. Η αύξηση των θερμών ρεκόρ αποτελεί ισχυρή ένδειξη της μεταβολής του κλίματος, αλλά η τελική αξιολόγηση πρέπει να βασίζεται σε ελεγμένες, ομογενοποιημένες και καλά τεκμηριωμένες χρονοσειρές.
Η εμπειρία άλλων ευρωπαϊκών χωρών δείχνει ότι η συστηματική καταγραφή μεταδεδομένων, οι παράλληλες μετρήσεις παλαιών και νέων οργάνων και η στατιστική ομογενοποίηση αποτελούν πλέον αναγκαία εργαλεία της σύγχρονης κλιματολογίας. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό και για την Ελλάδα, όπου η μετάβαση από τα συμβατικά στα αυτόματα συστήματα πρέπει να συνοδευτεί από τεκμηριωμένο έλεγχο των επιπτώσεων στις χρονοσειρές θερμοκρασίας. Με απλά λόγια: η κλιματική θέρμανση είναι πραγματική και αποτυπώνεται καθαρά στα δεδομένα. Όμως, για να μιλάμε με ακρίβεια για ρεκόρ, τάσεις και συγκρίσεις με το παρελθόν, χρειαζόμαστε πλήρη τεχνικό έλεγχο των μετρήσεων. Χωρίς ομογενοποίηση, η εικόνα μπορεί να παραμορφωθεί. Με σωστή ομογενοποίηση, η εικόνα γίνεται πιο καθαρή, πιο αξιόπιστη και πιο χρήσιμη για την επιστήμη και την κοινωνία.
Τι εφαρμόζεται διεθνώς
Ο WMO ορίζει ότι σκοπός της ομογενοποίησης είναι να αφαιρούνται, όπου χρειάζεται, οι μη κλιματικοί παράγοντες από τα κλιματικά αρχεία, ώστε οι χρονικές μεταβολές να αντανακλούν πραγματικές κλιματικές διεργασίες. Στα μεταδεδομένα πρέπει να καταγράφονται αλλαγές θέσης, οργάνων, πρακτικών παρατήρησης, βαθμονόμησης και περιβάλλοντος σταθμού.
Ο οδηγός οργάνων του WMO, WMO-No. 8, έχει ξεχωριστά κεφάλαια για τη μέτρηση της θερμοκρασίας και για τις μετρήσεις σε αυτόματους μετεωρολογικούς σταθμούς, ακριβώς επειδή η μετάβαση σε αυτόματα συστήματα δεν είναι απλή «αντικατάσταση θερμομέτρου», αλλά αλλαγή συστήματος μέτρησης, δειγματοληψίας, επεξεργασίας και διαχείρισης δεδομένων.
- Για τη Γαλλία, η Météo-France διαθέτει προϊόν Longues Séries Homogénéisées, δηλαδή μακρές ομογενοποιημένες σειρές. Στο δημόσιο γαλλικό data portal αναφέρεται ότι οι σειρές αυτές είναι μηνιαίες σειρές διορθωμένες με στατιστική ομογενοποίηση για ελάχιστες θερμοκρασίες, μέγιστες θερμοκρασίες, ηλιοφάνεια και υετό. Επίσης, το DRIAS/Météo-France εξηγεί ότι οι μη κλιματικές διαταραχές σε τοπικές σειρές αντιμετωπίζονται με ομογενοποίηση μέσω σύγκρισης σταθμών, ώστε να υπολογίζονται μακροχρόνιες τάσεις.
- Για το Ηνωμένο Βασίλειο, το Met Office λειτουργεί συνδυασμό αυτόματων και χειροκίνητων/κλιματικών σταθμών. Αναφέρει ότι διαθέτει περίπου 260 αυτόματους σταθμούς και περίπου 140 συνεργαζόμενους χειροκίνητους κλιματικούς σταθμούς, ενώ οι κλιματικές παρατηρήσεις μέγιστης, ελάχιστης θερμοκρασίας και υετού αφορούν περίοδο 09:00–09:00 UTC. Σε νεότερη περιγραφή του, το Met Office αναφέρει ότι οι αυτόματοι σταθμοί καταγράφουν αυτόματα κάθε λεπτό και τα δεδομένα περνούν από αυστηρό ποιοτικό έλεγχο.
- Για τη Γερμανία, υπάρχει ειδική εργασία πάνω στις παράλληλες μετρήσεις χειροκίνητων και αυτόματων σταθμών του DWD. Η μελέτη Hannak et al. εξετάζει ακριβώς την επίδραση της αυτοματοποίησης στις χρονοσειρές θερμοκρασίας, χρησιμοποιώντας παράλληλες μετρήσεις σε γερμανικούς κλιματικούς σταθμούς αναφοράς. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η μετάβαση πρέπει να ελέγχεται με ανίχνευση ασυνεχειών και ομογενοποίηση, ενώ σε γερμανικούς σταθμούς η επίδραση στη μέση ημερήσια θερμοκρασία κρίθηκε γενικά μικρή μετά τους ελέγχους.
Πολύ χρήσιμη είναι και η ισπανική/ευρωπαϊκή βιβλιογραφία για παράλληλες μετρήσεις. Η διδακτορική εργασία του Gilabert Gallart εξετάζει τη μεροληψία που εισάγει η μετάβαση σε αυτόματους σταθμούς, με μεγάλα παράλληλα αρχεία από ισπανικά παρατηρητήρια, και δείχνει ότι το bias εξαρτάται από τον τύπο του αυτόματου σταθμού, τη βαθμονόμηση, τον χρόνο απόκρισης και τις συνθήκες μέτρησης.
ΤΙ ΕΧΕΙ ΓΙΝΕΙ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ
Στην Ελλάδα έχουν γίνει επιστημονικές εργασίες ομογενοποίησης, κυρίως με δεδομένα της ΕΜΥ και με συμμετοχή ερευνητών από ΕΜΥ, Πανεπιστήμιο Πατρών και Εθνικό Αστεροσκοπείο. Όμως δεν φαίνεται να υπάρχει ακόμη ένα πλήρως θεσμοθετημένο, δημόσια προσβάσιμο και διαρκώς ενημερούμενο εθνικό σύστημα ομογενοποιημένων χρονοσειρών για όλους τους σταθμούς και ειδικά για τη μετάβαση από τα συμβατικά στα αυτόματα όργανα.
Τι έχει γίνει στην ΕΜΥ
Η πιο σημαντική ελληνική δουλειά είναι της Άννας Μαμάρα . Στη διατριβή της με τίτλο Ομογενοποίηση κλιματικών χρονοσειρών της Ελλάδας και χωρική ανάλυση ομογενοποιημένων δεδομένων θερμοκρασίας αναφέρεται καθαρά ότι χρησιμοποιήθηκαν 52 ημερήσιες και μηνιαίες χρονοσειρές μέσης θερμοκρασίας επιλεγμένων σταθμών της ΕΜΥ για την περίοδο 1960–2004, καθώς και 69 σειρές μηνιαίου υετού για την περίοδο 1974–2004. Η ίδια εργασία τονίζει ότι οι αλλαγές θέσης, οργάνων, χρήσεων γης και τρόπου υπολογισμού εισάγουν ανομοιογένειες που μπορεί να μοιάζουν με κλιματικές τάσεις ενώ δεν είναι.
Υπάρχει επίσης δημοσιευμένη εργασία στο International Journal of Climatology από τους Mamara, Argiriou και Anadranistakis, όπου εφαρμόστηκαν οι μέθοδοι MASH και Climatol σε 49 μηνιαίες σειρές θερμοκρασίας συνοπτικών σταθμών της ΕΜΥ. Εκεί αναφέρεται ότι μόνο μικρό ποσοστό των σταθμών πέρασε πλήρως τους ελέγχους ομοιογένειας, ενώ οι υπόλοιποι εμφάνισαν breaks ή outliers. Σημαντικό στοιχείο: λόγω ελλιπών μεταδεδομένων, μόνο περίπου 15% των ασυνεχειών μπορούσε να εξηγηθεί από το ιστορικό των σταθμών.
Άρα στην ΕΜΥ έχει γίνει ομογενοποίηση σε ερευνητικό επίπεδο, έχει χρησιμοποιηθεί για κλιματικές αναλύσεις και για τον Κλιματικό Άτλαντα, αλλά το ζήτημα είναι αν υπάρχει σήμερα μόνιμη επιχειρησιακή διαδικασία που να ενημερώνεται κάθε χρόνο, να καλύπτει όλα τα διαθέσιμα δεδομένα, να τεκμηριώνει πλήρως τη μετάβαση στα αυτόματα συστήματα και να είναι δημόσια διαθέσιμη.
Τι έχει γίνει στο Εθνικό Αστεροσκοπείο
Το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών έχει τη μεγάλη ιστορική χρονοσειρά του Θησείου, με ημερήσια δεδομένα από το 1901 για μέση, μέγιστη και ελάχιστη θερμοκρασία, υγρασία και βροχόπτωση. Το δημόσιο αρχείο CLIMPACT αναφέρει ότι ο σταθμός του Θησείου είναι ο παλαιότερος κλιματικός σταθμός της χώρας, βρίσκεται μόνιμα στον Λόφο Νυμφών και παρέχει συνεχείς χρονοσειρές άνω του αιώνα.Παράλληλα, το ΕΑΑ διαθέτει εκτεταμένο δίκτυο σχεδόν 260 πλήρως αυτόματων μετεωρολογικών σταθμών, με ανανέωση δεδομένων ανά 10 λεπτά, για θερμοκρασία, υγρασία, πίεση, άνεμο και βροχόπτωση. Αυτό όμως είναι κυρίως σύγχρονο επιχειρησιακό/παρατηρησιακό δίκτυο πραγματικού χρόνου, όχι κατ’ ανάγκην ομογενοποιημένο ιστορικό κλιματικό αρχείο για μακροχρόνιες τάσεις.
Υπάρχει όμως και πρόσφατη ελληνική εργασία, με συμμετοχή ΕΑΑ, ΕΜΥ και Πανεπιστημίου Πατρών, όπου αναλύθηκαν ομογενοποιημένες ημερήσιες μέγιστες και ελάχιστες θερμοκρασίες 1960–2022 από 50 σταθμούς της ΕΜΥ και τον ιστορικό σταθμό του ΕΑΑ στο Θησείο. Η εργασία αναφέρει ότι χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος Climatol για την ομογενοποίηση.
Άρα, για το ΕΑΑ η απάντηση είναι: ναι, ο ιστορικός σταθμός του Θησείου έχει ενταχθεί σε επιστημονικές ομογενοποιημένες αναλύσεις, αλλά δεν προκύπτει από τα δημόσια στοιχεία ότι έχει γίνει πλήρης ομογενοποίηση για όλο το αυτόματο δίκτυο του meteo.gr με τον ίδιο θεσμικό τρόπο που θα απαιτούσε ένα εθνικό κλιματικό αρχείο.
Πού είναι το κενό
Το βασικό πρόβλημα στην Ελλάδα δεν είναι ότι «δεν έχει γίνει τίποτα». Έχει γίνει αξιόλογη επιστημονική δουλειά. Το κενό είναι ότι δεν φαίνεται να υπάρχει ένα ενιαίο εθνικό προϊόν, δημόσια τεκμηριωμένο, που να λέει: ποιοι σταθμοί έχουν ομογενοποιηθεί, για ποιες περιόδους, με ποια μέθοδο, ποια breaks βρέθηκαν, ποια διορθώθηκαν, ποια μεταδεδομένα χρησιμοποιήθηκαν, πότε έγινε η μετάβαση από συμβατικά σε αυτόματα όργανα, αν υπήρξαν παράλληλες μετρήσεις και ποια είναι η αβεβαιότητα των διορθώσεων. Αυτό είναι κρίσιμο, γιατί η μετάβαση από υδραργυρικά/αλκοολούχα θερμόμετρα σε αυτόματα ηλεκτρονικά συστήματα δεν πρέπει να αντιμετωπίζεται απλώς ως τεχνική αναβάθμιση. Είναι πιθανή πηγή ασυνέχειας, ειδικά στις ακραίες μέγιστες και ελάχιστες τιμές.
Προτάσεις – Συμπεράσματα
- Πρώτον, να δημιουργηθεί Εθνικό Μητρώο Κλιματικών Σταθμών. Για κάθε σταθμό να υπάρχει δημόσιο ιστορικό: θέση, υψόμετρο, αλλαγές θέσης, αλλαγές οργάνων, αλλαγές κλωβού, αλλαγές ώρας παρατήρησης, μετάβαση σε αυτόματο σταθμό, αλλαγές περιβάλλοντος και βαθμονόμηση.
- Δεύτερον, να γίνει ειδική μελέτη για τη μετάβαση από συμβατικά σε αυτόματα θερμόμετρα. Όπου υπάρχουν παράλληλες μετρήσεις, να αξιοποιηθούν. Όπου δεν υπάρχουν, να γίνει σύγκριση με γειτονικούς σταθμούς και με στατιστικές μεθόδους όπως Climatol, HOMER και MASH.
- Τρίτον, να δημοσιευθούν δύο σειρές δεδομένων: η αρχική/ακατέργαστη σειρά και η ομογενοποιημένη σειρά. Έτσι διασφαλίζεται διαφάνεια και μπορεί κάθε ερευνητής να ελέγξει τη μεθοδολογία.
- Τέταρτον, να υπάρξει ετήσια επικαιροποίηση. Η ομογενοποίηση δεν πρέπει να είναι μια διατριβή ή ένα ερευνητικό πρόγραμμα που έγινε μία φορά. Πρέπει να γίνει μόνιμη διαδικασία της κλιματικής υπηρεσίας της χώρας.
- Πέμπτον, να υπάρξει συνεργασία ΕΜΥ – ΕΑΑ – Πανεπιστημίων – CLIMPACT, ώστε να ενωθούν οι ιστορικές σειρές της ΕΜΥ, η μακρά σειρά του Θησείου και τα σύγχρονα αυτόματα δίκτυα. Χρειάζεται κοινό πρωτόκολλο ποιότητας.
- Έκτη πρόταση: για κάθε ανακοίνωση ρεκόρ θερμοκρασίας να υπάρχει τεχνικό δελτίο που να αναφέρει αν ο σταθμός είναι συμβατικός ή αυτόματος, αν έχει αλλάξει θέση ή όργανο, ποια είναι η διάρκεια της σειράς, αν η σειρά είναι ομογενοποιημένη και αν το ρεκόρ αφορά ημερήσια, μηνιαία ή απόλυτη τιμή.
Απο τα ανωτέρω προκύπτει οτι τα σύγχρονα ρεκόρ θερμοκρασίας πρέπει να αξιολογούνται με βάση ομογενοποιημένες χρονοσειρές και πλήρη μεταδεδομένα σταθμών. Η μετάβαση από συμβατικά σε αυτόματα όργανα δεν ακυρώνει την πραγματικότητα της θέρμανσης, αλλά απαιτεί τεχνικό έλεγχο, παράλληλες μετρήσεις και στατιστική ομογενοποίηση, ώστε να διαχωρίζεται το κλιματικό σήμα από πιθανές τεχνητές ασυνέχειες. Στην Ελλάδα έχουν γίνει σημαντικές επιστημονικές προσπάθειες ομογενοποίησης κλιματικών χρονοσειρών, κυρίως με δεδομένα σταθμών της ΕΜΥ και με τη συμμετοχή ερευνητών από την ΕΜΥ, το Πανεπιστήμιο Πατρών και το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών. Οι εργασίες αυτές έδειξαν ότι οι ελληνικές χρονοσειρές επηρεάζονται, όπως και διεθνώς, από αλλαγές θέσης σταθμών, οργάνων, πρακτικών παρατήρησης και περιβάλλοντος. Παράλληλα, ο ιστορικός σταθμός του Θησείου του ΕΑΑ έχει χρησιμοποιηθεί σε ομογενοποιημένες αναλύσεις, ενώ το ΕΑΑ διαθέτει σήμερα εκτεταμένο δίκτυο αυτόματων σταθμών. Ωστόσο, αυτό που εξακολουθεί να λείπει είναι ένα πλήρως θεσμοθετημένο, δημόσια προσβάσιμο και συνεχώς επικαιροποιούμενο εθνικό αρχείο ομογενοποιημένων χρονοσειρών, με πλήρη μεταδεδομένα και ειδική τεκμηρίωση της μετάβασης από τα συμβατικά θερμόμετρα στα αυτόματα συστήματα καταγραφής. Μια τέτοια πρωτοβουλία θα ενίσχυε τη διαφάνεια, την αξιοπιστία των κλιματικών τάσεων και την εγκυρότητα των ανακοινώσεων για νέα θερμοκρασιακά ρεκόρ. Κυρίως, όμως, θα περιόριζε τις καχυποψίες και τις φωνές περί «μαγειρεμάτων» των θερμοκρασιών, διότι κάθε πολίτης, ερευνητής ή φορέας θα μπορούσε να δει με ποια δεδομένα, ποιες διορθώσεις και ποια μεθοδολογία προκύπτει κάθε συμπέρασμα. Την ίδια στιγμή, οι επίσημοι φορείς της πολιτείας που διατηρούν και ανακοινώνουν κλιματικά στοιχεία οφείλουν να επιλέγουν μια πιο μετρημένη επικοινωνιακή στάση: όχι συνεχή και άκριτη προβολή των «ρεκόρ» ως τίτλων εντυπωσιασμού, αλλά τεκμηριωμένη ενημέρωση με πλαίσιο, αβεβαιότητες, διάρκεια χρονοσειρών, μεταδεδομένα και σαφή διάκριση ανάμεσα στο μεμονωμένο ακραίο γεγονός και στη μακροχρόνια κλιματική τάση.
Θεόδωρος Ν. Κολυδάς
Διευθυντής Τομέα Υδρομετεωρολογίας και Φυσικών Καταστροφών εργαστηρίου Assist Δημοκριτείου Πανεπιστημίου Θράκης – Mετεωρολόγος Star Channel – Πρώην Υποδιοικητής ΕΜΥ και Διευθυντής Εθνικού Μετεωρολογικού Κέντρου – Μέλος της Επιστημονικής Επιτροπής της Έδρας UNESCO Con-E-Ect
© Το κείμενο διατίθεται με άδεια CC BY-ND 4.0. Επιτρέπεται η αναπαραγωγή με αναφορά στην πηγή και χωρίς τροποποίηση του περιεχομένου.
ΠΗΓΕΣ- ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ :
- WMO-No. 8, Guide to Instruments and Methods of Observation · WMO, Climate Metadata and Homogenization Guidelines · Météo-France, Longues Séries Homogénéisées · Hannak et al. (2020), International Journal of Climatology · Gilabert Gallart (2016), Assessment of the bias introduced by the automatic weather station transition · Brunet et al., Brandsma & van der Meulen, Kaspar et al., για αισθητήρες, κλωβούς, παράλληλες μετρήσεις και ομογενοποίηση.