Effects of large scale dynamic phenomena of the summer atmospheric circulation over the Aegean basin

Abstract

Η παρούσα διδακτορική διατριβή στοχεύει στη μελέτη των επιδράσεων δυναμικών φαινομένων μεγάλης κλίμακας στην ατμοσφαιρική κυκλοφορία της ανατολικής Μεσογείου εστιάζοντας στη λεκάνη του Αιγαίου κατά τη θερινή περίοδο (Μάιος - Σεπτέμβριος). Στο πλαίσιο της παρούσας έρευνας γίνεται μελέτη φαινομένων τηλεσύνδεσης που επιδρούν στην ατμοσφαιρική κυκλοφορία της ανατολικής Μεσογείου. Η ανάλυση γίνεται με δεδομένα από προσομοιώσεις Μοντέλων Γήινου Συστήματος (ESMs) που είναι διαθέσιμα στο πλαίσιο της πέμπτης φάσης του προγράμματος Σύγκρισης Συζευγμένων Μοντέλων (CMIP5), το οποίο δρα υποστηρικτικά για το Πόρισμα της Διακυβερνητικής Επιτροπής για τις Κλιματικές Αλλαγές (IPCC, AR5). Στο πλαίσιο του Πορίσματος του IPCC έχει αναπτυχθεί σειρά σεναρίων τα οποία χρησιμοποιούνται για την μελέτη του κλίματος. Η μελέτη εστιάζεται: (α) στην ιστορική περίοδο (historical scenario simulatiuons) για το παρόν-παρελθόν (1900-2005) και (β) προσομοιώσεις των Αντιπροσωπευτικών Συγκεντρώσεων (Representative Concentration Pathways, RCPc) για το μέλλον (2006-2100). Επίσης γίνεται χρήση δεδομένων επανανάλυσης (reanlysis data) από το Ευρωπαϊκό Κέντρο Μεσοπρόθεσμων Μετεωρολογικών Προγνώσεων (ECMWF) για το παρόν (ERA-Interim) και το παρελθόν (ERA20C), καθώς και δεδομένων παρατηρήσεων (observations) ανάλογα με τη διαθεσιμότητα. Στόχοι της διατριβής είναι η συμβολή στην κατανόηση της ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας στην ανατολική Μεσόγειο, του φαινομένου των Ετησιών ανέμων και της τηλεσύνδεσης της Νότιας Κύμανσης (El- Niño Southern Oscillation; ENSO) με τον Ινδικό καλοκαιρινό Μουσώνα και την κυκλοφορία της ανατολικής Μεσογείου. Τα αποτελέσματα της διδακτορικής διατριβής έδειξαν ότι οι Ετησίες στην κατώτερη και η καθοδική κυκλοφορία στην μέση τροπόσφαιρα είναι τα κύρια χαρακτηριστικά της θερινής ατμοσφαιρικής κυκλοφορία στην ανατολική Μεσόγειο. Στην περιοχή του Ινδικού μουσώνα το κύριο χαρακτηριστικό της κυκλοφορίας είναι οι ανοδικές κινήσεις με την μέγιστη ένταση να εντοπίζεται στο τμήμα του δυτικού Ινδικού καλοκαιρινού Μουσώνα και στον κόλπο της Βεγγάλης. Οι ανοδικές κινήσεις πάνω από τον Ινδικό Μουσώνα, η καθοδική κυκλοφορία στην ανατολική Μεσόγειο και οι Ετησίες άνεμοι παρουσιάζουν ταυτόχρονα μέγιστο την περίοδο Ιουλίου-Αυγούστου. Στην περιοχή της ανατολικής Μεσογείου η βαθμίδα της πίεσης που δημιουργείται από την διαφορά των πιέσεων μεταξύ ενός κέντρου υψηλών πιέσεων στα βόρεια Βαλκάνια και ενός χαμηλού στην νοτιοανατολική Μεσόγειο είναι υπεύθυνη για την πνοή του συστήματος των Ετησιών ανέμων κατά την θερινή περίοδο στο Αιγαίο. Η ανάλυση έδειξε ότι τα μοντέλα είναι ικανά να προσομοιώσουν την εποχική εξέλιξη και συχνότητα των Ετησιών αν και υποεκτιμούν την ταχύτητα του ανέμου. Επιπλέον, η μελέτη επιβεβαιώνει την επίδραση του Ινδικού Μουσώνα στην κατώτερη, μέση και ανώτερη τροποσφαιρική κυκλοφορία της ανατολικής Μεσογείου. Επιπρόσθετα, η ανάλυση έδειξε την επίδραση του ENSO στον Ινδικό καλοκαιρινό Μουσώνα και στο κέντρο χαμηλών πιέσεων που εντοπίζεται στην νότιοανατολική Μεσόγειο ως τμήμα της επέκτασης ενός θερμικού χαμηλού που εκτείνεται από τον δυτικό Ινδικό μουσώνα μέχρι την νοτιοανατολική Μεσόγειο κατά τους καλοκαιρινούς μήνες. Οι εκτιμήσεις για την τελευταία περίοδο του εικοστού πρώτου αιώνα (2070-2100), με βάση το ακραίο σενάριο (RCP8.5), έδειξαν εξασθένηση της κυκλοφορίας μεγάλης κλίμακας και ενίσχυση της βροχόπτωσης στην περιοχή του Ινδικού Μουσώνα. Όπως στο παρελθόν έτσι και στο μέλλον η βαθμίδα της πίεσης στο Αιγαίο φαίνεται πως οδηγεί στην πνοή των Ετησιών ανέμων. Τέλος, η ανάλυση δεν έδειξε ξεκάθαρες μεταβολές για το σύστημα των Ετησιών.