Αντικειμενικός σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η αξιολόγηση μοντελοποιημένων δεδομένων και η ακρίβεια προσομοίωσής τους στο ιδιόμορφο κλίμα της Ελλάδας, για την χρονική περίοδο 1958 - 2000. Τα δεδομένα είναι μέγιστες και ελάχιστες ημερήσιες τιμές θερμοκρασίας αέρα επιφανείας εδάφους και προέρχονται από το NCEP/NCAR Reanalysis (Νέα-Ανάλυση) πρόγραμμα, σύμφωνα με την τελευταία του αναθεώρηση, όπου το θερμοκρασιακό πεδίο προσδιορίζεται και από πραγματικές παρατηρήσεις αλλά συγχρόνως και με βάση χαρακτηριστικά του μοντέλου (φυσικές παραμετροποιήσεις, όπως η μέση ορεογραφία). Τα Διεθνή Κέντρα Περιβαλλοντικής Πρόβλεψης (NCEP) και το Διεθνές Κέντρο Ατμοσφαιρικής Έρευνας (NCAR) συνεργάστηκαν στη Νέα-Ανάλυση, για να παραχθεί ένα ιστορικό αρχείο (1948-σήμερα) από παγκόσμιες αναλύσεις ατμοσφαιρικών πεδίων και με μοναδική μεταβλητή στο χρόνο την είσοδο των επίγειων και δορυφορικών δεδομένων. Το μοντέλο εκτελείται βασιζόμενο στην Τ62 ανάλυση και σε 28 κάθετα επίπεδα, δημιουργώντας έτσι κομβικά σημεία ενός πλέγματος με ανάλυση 2,5ο x 2,5ο ή Gaussian ανάλυση (πλέγμα στο οποίο τοποθετούνται οι άκρες θερμοκρασίες). Τα 36 κομβικά σημεία που διερευνώνται αποτελούν κορυφές πλεγματικών επιπέδων διαστάσεων 1,88ο γεωγραφικό μήκος και 1,9ο γεωγραφικό πλάτος και καλύπτουν τον ευρύτερο Ελληνικό χώρο (18,75ο - 28,13οΑ, 33,33ο - 42,86οΒ). Μέτρο σύγκρισης και αξιολόγησης αποτελούν 7 επιλεγμένοι Ελληνικοί σταθμοί (Μ.Σ.) με διαθέσιμα τα αντίστοιχα πραγματικά στοιχεία της ίδιας χρονικής περιόδου (Αλεξανδρούπολη, Κοζάνη, Ιωάννινα, Κύθηρα, Ηράκλειο, Νάξος και Ρόδος). Τονίζεται ότι δεδομένα Ελληνικών σταθμών δεν εισάγονται στη Νέα-Ανάλυση. Τελικός στόχος της παρούσας εργασίας είναι, μέσω της διερεύνησης να εκτιμηθεί ο βαθμός αξιοπιστίας και να σκιαγραφηθεί το προφίλ των ελαχίστων και μεγίστων θερμοκρασιών των μοντελοποιημένων δεδομένων στον Ελλαδικό χώρο, κατά την περίοδο 1958-2000. Αρχικά, οι μέσες και απόλυτες μηνιαίες και εποχικές τιμές υπολογίζονται για όλους τους κόμβους και συγχρόνως συγκρίνονται με τις αντίστοιχες παρατηρήσεις των σταθμών. Οι ομοιότητες που εντοπίστηκαν μεταξύ των παρατηρήσεων των Μ.Σ. και των περισσότερων κομβικών σημείων (μέγιστες - ελάχιστες θερμοκρασίες), επιγραμματικά είναι: οι αρνητικά ασύμμετρες και πλατύκυρτες κατανομές, η μέγιστη μεταβλητότητα τον Φεβρουάριο και Οκτώβριο, με μεγαλύτερο εύρος στα ηπειρωτικά κομβικά σημεία (και στους βόρειους Μ.Σ.), η μικρότερη μεταβλητότητα τους καλοκαιρινούς μήνες, με μικρότερο εύρος τιμών στα θαλάσσια κομβικά σημεία (Αιγαίο, Ιόνιο, Κρήτη) και στους αντίστοιχους Μ.Σ. Οι ελάχιστες τέλος θερμοκρασίες προσεγγίζουν περισσότερο σε επίπεδο κατανομών τους Μ.Σ. από τις μέγιστες, ενώ σε επίπεδο τιμών σπάνια παρατηρήθηκαν καλές προσεγγίσεις. Στη συνέχεια, επιλέγονται τα γειτονικά κομβικά σημεία για τον κάθε Μ.Σ. με κριτήριο τη γεωγραφική θέση. Η περιοχή μελέτης μικραίνει και η διερεύνηση συνεχίζεται μόνο με 18 κατάλληλα επιλεγμένα κομβικά σημεία. Οι διαφορές μέσων μηνιαίων τιμών κομβικού σημείου μείον σταθμού προσδιορίζονται άλλες φορές θετικές και άλλες φορές αρνητικές, με μικρότερες διαφορές να εμφανίζονται στις μέσες μέγιστες θερμοκρασίες, ενώ οι μεγαλύτερες διαφορές παρατηρούνται στις απολύτως μέγιστες θερμοκρασίες. Η Κοζάνη, η Νάξος και η Αλεξανδρούπολη, δίνουν ελάχιστες διαφορές το καλοκαίρι, ενώ στο Ηράκλειο, στα Κύθηρα, στα Ιωάννινα και στη Ρόδο οι μικρότερες διαφορές εντοπίστηκαν τον Δεκέμβριο, τον Ιανουάριο και τον Φεβρουάριο (είτε θετικές ή αρνητικές). Μικρές σχετικά προσεγγίσεις σε ετήσια κλίμακα, προσδιορίζονται στις μέσες μέγιστες και ελάχιστες θερμοκρασίες του μοντέλου με τους Μ.Σ., με εξαίρεση ίσως το πλησιέστερο κομβικό σημείο Κ_11 που εμφανίζει την μικρότερη απόκλιση από την χρονοσειρά της Αλεξανδρούπολης. Στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των σταθμών και των πλησιέστερων σε αυτούς κομβικών σημείων εντοπίζονται στις μέσες τιμές σε εποχική κλίμακα (με επίπεδο εμπιστοσύνης α=0,05), εφαρμόζοντας τα στατιστικά παραμετρικά τεστ της Ανάλυσης Διασποράς (ANOVA) και του t - Student. Εξαιρέσεις αποτελούν η Αλεξανδρούπολη, το Ηράκλειο, η Κοζάνη και τα Κύθηρα και σε μία με δύο μόνο εποχές του έτους. Η εποχική συσχέτιση μεταξύ των παρατηρήσεων κάθε Ελληνικού σταθμού και των κομβικών σημείων παρουσιάζεται ισχυρή και θετική, ανεξαρτήτως γεωγραφικής περιοχής. Οι υψηλότερες συσχετίσεις παρατηρούνται τον χειμώνα ιδιαίτερα των ελαχίστων θερμοκρασιών, ενώ το καλοκαίρι προσδιορίζεται ο μικρότερος συντελεστής συσχέτισης r, ιδιαίτερα στις μέγιστες θερμοκρασίες. Τον μεγαλύτερο συντελεστή r με τιμή 0,91 έχει η Αλεξανδρούπολη στις μέσες ελάχιστες του χειμώνα, ενώ η μικρότερη τιμή –0,03 παρατηρείται στο Ηράκλειο στις μέγιστες θερμοκρασίες του καλοκαιριού (μοναδική περίπτωση αρνητικής συσχέτισης). Η καλύτερη προσαρμογή των πλεγματικών δεδομένων με πραγματικές παρατηρήσεις παρουσιάζεται στη Νάξο και στα Κύθηρα, ενώ οι χαμηλότερες συσχετίσεις παρατηρούνται στο Ηράκλειο και στα Ιωάννινα. Στατιστικά σημαντικός ο συντελεστής Pearson παρατηρείται στην πλειονότητα των κομβικών σημείων, με 95% στάθμη σημαντικότητας. Προσδιορίζοντας το μέσο Ημερήσιο και Ετήσιο Θερμομετρικό Εύρος στο σύνολο των ετών, διαπιστώνεται ότι η καλύτερη προσομοίωση κομβικού σημείου σε δεδομένα Ελληνικού σταθμού γίνεται στην Αλεξανδρούπολη και ακολουθούν η Κοζάνη και τα Ιωάννινα σε μικρότερο βαθμό. Διαπιστώνεται επίσης και μία καλή προσαρμογή του μεταβατικού κλίματος στην Ελλάδα, με τον υπολογισμό του δείκτη ηπειρωτικότητας. Η Ανάλυση σε Κύριες συνιστώσες έδωσε δύο ομογενείς περιοχές τόσο εποχικά όσο και
ετησίως: την ηπειρωτική και τη νησιωτική περιοχή της Ελλάδας, με πιο εμφανή διαχωρισμό ξηράς–θάλασσας στις μέσες ετήσιες ελάχιστες θερμοκρασίες (εξαιρείται το καλοκαίρι όπου
υπάρχει και τρίτη ομάδα ανατολικά της Αλεξανδρούπολης). Τέλος, ο έλεγχος τάσεων των μοντελοποιημένων χρονοσειρών ετησίως και εποχικά (μέθοδοι κινούμενου μέσου, αθροιστικών διαφορών και Mann-Kendall) έδωσε τα εξής αποτελέσματα:
• Απότομη κλιματική αλλαγή των μεγίστων θερμοκρασιών, στα βόρεια ηπειρωτικάκομβικά σημεία (μετά το 1980).
• Μη σημαντική ανοδική ή καθοδική τάση των μεγίστων θερμοκρασιών στα νότια θαλάσσια κομβικά σημεία.
• Στατιστικά σημαντική αύξηση (αρχές 1980) των ελαχίστων θερμοκρασιών των νότιων θαλάσσιων κομβικών σημείων.
• Οι ελάχιστες θερμοκρασίες των βόρειων κομβικών σημείων χαρακτηρίζονται από προοδευτική πτωτική τάση κυρίως μετά τα μέσα του 1970. Από την αξιολόγηση των μοντελοποιημένων NCEP/NCAR δεδομένων των μεγίστων και ελαχίστων θερμοκρασιών με παράλληλη σύγκρισή τους με παρατηρήσεις Ελληνικών μετεωρολογικών σταθμών, συμπεραίνεται ότι υπάρχει καλή προσαρμογή μεταξύ των δεδομένων όταν πρόκειται για ολόκληρο τον Ελλαδικό χώρο και στο σύνολο των ετών. Όταν όμως η κλίμακα μικραίνει σε επίπεδο κομβικού σημείου – σταθμού, τότε διαπιστώνονται στατιστικά σημαντικές διαφορές κατά εποχή αλλά και σε μηνιαία και ετήσια βάση στο σύνολο των χρονοσειρών των άκρων θερμοκρασιών. Η κυριότερη αιτία για τον περιορισμένο βαθμό αξιοπιστίας των πλεγματικών δεδομένων προέρχεται από το γεγονός ότι για τον υπολογισμό τους δεν λαμβάνεται υπόψη το υψόμετρο των ηπειρωτικών κομβικών σημείων. Σημαντικός, επίσης παράγοντας για την διαφοροποίηση των στοιχείων φαίνεται ότι αποτελεί η σχετικά μεγάλη απόσταση μεταξύ των κομβικών σημείων αλλά και μεταξύ αυτών και των Μ.Σ. Συμπεραίνεται λοιπόν ότι, τα δεδομένα ακραίων θερμοκρασιών NCEP/NCAR δεν μπορούν να αντικαταστήσουν τις πραγματικές παρατηρήσεις για μελέτες τοπικής κλίμακας στην Ελληνική περιοχή.

The objective aim of this study is the assessment of the maximum and minimum temperature data and their assimilation to the climate of Greece, during the 1958 – 2000 period. The daily maximum and minimum surface temperature data are derived from NCEP/NCAR Reanalysis System, in compliance with its recent updating, where the temperature field is defined by both observations and model characteristics (physics parameterization, e.g. mean orography). The National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research (NCEP/NCAR) have cooperated in the Reanalysis Project with the goal of producing historical global objective analysis dataset (1948-today), having initial surface and satellite data the only variable in time. The model is performed based on a horizontal triangular truncation of 62 waves, with 28 sigma vertical levels, resulting in producing grid points on a 2,5ο x 2,5ο or Gaussian grid (the extreme temperatures are placed on a Gaussian grid). The investigated 36 grid points form a grid box of 1,88ο longitude and 1,9ο latitude that covers the Greek area (18,75ο - 28,13οE and 33,33ο - 42,86οN). Respective Tmax and Tmin observations are also available from 7 Greek stations (Alexandroupoli, Kozani, Ioannina, Kithira, Hraklio, Naxos, Rodos), which cover the referenced region and they are not included in the initial dataset of the model. The final target of the present study is the investigation and evaluation of the reliability as  well as the profile outline of the reanalysis minimum and maximum temperatures on Greece, during the period 1958-2000. At the beginning, the mean and the absolute values for all grid points are evaluated per month, year and season and they are also compared with the respective observations of the stations. The similarities that are defined between station and most of the grid data, are focused on the following (Tmax and Tmin): negative skewness and kurtosis on both series, the maximum standard deviation appears on February and October with biggest range of values at the continental grid points (at the north stations as well), the minimum variability appears in summer, where the marine grid points and the respective stations have the smallest value range (Aegean, Ionian, Crete). As far as the distribution concerned, the temperatures (mostly the Tmin) give better approach than the values. Then the grid window becomes smaller, using only 18-selected grid points for further investigation. The differences between each Greek station and the most adjacent to the station grid points are defined statistically significant (negative or positive) referring to the mean seasonal values. The smallest differences appear at the mean Tmax while the biggest ones appear at the absolute Tmax. Kozani, Naxos and Alexandroupoli have the minimum differences with the grid 154 points in summer, while the respective differences defined on December, January and February at Hraklio, Kithira, Ioannina and Rodos (negative or positive differences). On annual scale, small approximations are estimated referring to mean Tmax and Tmin of grid points with respect to the stations, with the exception of the K_11, which is located close to Alexandroupoli and it appears the smallest yearly deviation from the station series. Statistically significant differences between the station and closest grid data are defined at the mean seasonal values (significance level a=0,05), by the implementation of the statistical parametric tests of ANOVA and t-Student. Alexandroupoli, Hraklio, Kozani and Kithira, are exceptional stations, having only one or two seasons with no significant differences. The seasonal correlation between the observations of each Greek station and the grid data appears to be strong and positive, regardless of the region. The highest correlation coefficients are defined in winter (of minimum temperatures in particular), while the correlation coefficients are the smallest in summer (of maximum temperatures in particular). The biggest r has been estimated equal to 0,91 at mean Tmin (Alexandroupoli), while the smallest one equal to –0,03 is observed on the Tmax of summer (Hraklio). The best correlations are observed at Naxos and Kithira, while the worst ones at Hraklio and Ioannina. The Pearson correlation coefficient is evaluated statistically significant at the majority of the grid points, having 95% level of significance.
Concerning the mean D.T.R. and A.T.R. through years, it is found out that the best approximation between grid point and station seems to be at Alexandroupoli, following Kozani and less Ioannina. It is also found out that there is good agreement as far as the climate of Greece concerned, with respect to the continental index. By the application of PCA seasonally and annually, the grid data are categorized giving two homogenized areas, the Aegean region and the rest of continental Greece (except for the summer where additionally there is a third group east of Alexandroupoli).
Finally, the study of series trends of the grid points at seasonal and annual scale, produced the following results:
• Abrupt climatic change of the maximum temperatures occurred at the north
continental grid points (1980 later on).
• Non-significant upward or downward trend of the maximum temperatures occurred at the marine grid points.
• Statistically significant raise (early 1980) of the minimum temperatures ocured at the south –marine grid points.
• The minimum temperatures of the north grid points are characterized by progressive trend decline, after the middle of the 70’s in particular.
The assessment comes out to be positive in general, but the deviations of the model from the observations are statistically significant in local scale (observed – grid point data). The main reason of the limited local assessment of the model data derives from the fact that, the parameterizations have not included the absolute altimeter of the continental grid points. Another also important factor is the distance between the grid points (which is approximately 210Km) as well as the distance between grid points and stations, which is big enough to have deviations to a large scale. The final conclusion that comes out from this study is, that the data derived from NCEP/NCAR Reanalysis should not replace the real observations in order to be used at local scale studies of the Greek region.