Μελέτη της θερμοκρασίας του αέρα στην περιοχή της Ευρώπης την τελευταία χιλιερίδα. = Study of the European surface temperature over the last millennium.

Περίληψη

Σκοπός της διατριβής ήταν η αξιολόγηση του μοντέλου MPI – ESM (Max Planck Institute – Earth System Model) ως προς την προσομοίωση των θερμοκρασιών αέρα επιφανείας στην Ευρώπη την τελευταία χιλιετηρίδα (1000-2000μ.Χ.). Δόθηκε έμφαση στην αναγνώριση της Θερμής Μεσαιωνικής Περιόδου και της Μικρής Παγετώδους Περιόδου. Ακόμη, μελετήθηκε η επίδραση του ανθρωπογενούς παράγοντα (Θερμοκηπικά αέρα – Χρήσεις γης), στη θερμοκρασία για την περίοδο 1860–2000μ.Χ. Στη συνέχεια, υπολογίστηκαν οι θερμοκρασιακές διαφορές με περίοδο αναφοράς το διάστημα 1951-2000. Επίσης, εξετάστηκε η εποχιακή εξάρτηση και διακύμανση των θερμοκρασιών. Επιπλέον, χωρίστηκε η Ευρώπη σε έξι (6) υποπεριοχές με βάση τη στατιστική μέθοδο PCA με κανονικοποιημένη περιστροφή. Υπολογίστηκε η διακύμανση των θερμοκρασιακών διαφορών για κάθε υποπεριοχή κατά την περασμένη χιλιετία. Στη συνέχεια, υπολογίστηκε η κατανομή των ακραίων ετήσιων τιμών της θερμοκρασίας για κάθε υποπεριοχή. Τέλος, έγινε συσχέτιση των αποτελεσμάτων με ιστορικό υλικό (πίνακες ζωγραφικής, φωτογραφίες, κείμενα) που αφορά σημαντικά καταγεγραμμένα κλιματικά γεγονότα.  Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η δεκαετία 1981-90 ήταν η θερμότερη της περασμένης χιλιετίας και ότι η σύγχρονη θέρμανση δεν μπορεί να αποδοθεί χωρίς την επίδραση του ανθρωπογενούς παράγοντα. Επίσης, φάνηκε ότι η ΘΜΠ αφορά κυρίως τη Β. Ηπειρωτική Ευρώπη το 13ο και 14ο αιώνα και έχει πιο έντονο σήμα το χειμώνα, ενώ η ΜΠΠ εμφανίζεται στην ανατολική Ευρώπη το 19ο αιώνα με πιο έντονο το σήμα να είναι και πάλι στο χειμώνα. Βρέθηκε επίσης σημαντική εποχιακή εξάρτιση. Για παράδειγμα παρατηρήθηκαν πολύ θερμά καλοκαίρια στα μέσα της χιλιετίας στην ηπειρωτική Ευρώπη. Τελικά, το μοντέλο δίνει ικανοποιητικά αποτελέσματα για τη θερμοκρασία του αέρα επιφανείας την περασμένη χιλιετία στην Ευρώπη και ο ανθρώπινος παράγοντας συνέβαλε καθοριστικά στη διαμόρφωση του θερμοκρασιακού καθεστώτος τα τελευταία 150 χρόνια της περασμένης χιλιετίας.

The aim of the present thesis was the evaluation of the MPI – ESM (Max Planck Institute – Earth System Model) model regarding the simulation of the surface air temperature in Europe during the last millennium (1000-2000 A.D.). Emphasis was given on the identification of the Medieval Warm Period and the Little Ice Age. Additionally, the role of the human factor (Greenhouse gases – Land use) on the surface air temperature for the period 1860-2000 A.D. Furthermore, the temperature biases were calculated (reference period 1951-2000) and the seasonal contribution and variance was studied. Moreover, Europe was divided into six (6) sub-regions using the PCA statistical method (Varimax normalised). The temperature variance for each sub-region was calculated as well as the allocation of the extreme yearly temperature values during the last thousand years. Lastly, the results were correlated and compared with various historical data (paintings, photographs, texts) regarding some important climatic phenomena. According to the results, the period 1981-90 was the warmest decade of the last millennium and the warmth in the modern age can not be simulated without taking account the anthropogenic factor. The MWP is most apparent in the north continental parts of Europe and it has a strong signal in the winter season during the 13th and 14th centuries. The LIA period can be seen in east Europe during the 19th century especially in winter. Also, there is a strong seasonal dependency. More specifically, intense summers were recorded in the continental part of Europe during the middle of the last millennium. To conclude, the model seems to show satisfactory results about the surface air temperature in Europe in the last one thousand years and the human factor contributed substantially in the warming that is being observed in the modern age.