25/6/24

Δοκιμαστικός αλγόριθμος εκτίμησης μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας και υετού για τον σταθμό του Θησείου.

Πιο πρόσφατη πρόγνωση (βλέπε μετά το κείμενο): Αναμένεται Ιούλιο 2024.

Από τον Ιούλιο του 2024 ξεκινά η πιλοτική εφαρμογή ενός εγχειρήματος που έχει στόχο να κάνει μέσο-μακροπρόθεσμες εκτιμήσεις για τη (απλή μέση) μηνιαία θερμοκρασία και τον μηνιαίο υετό στην Αθήνα, λαμβάνοντας ως βάση, δεδομένα από τον παλαιότερο κλιματικό σταθμό της χώρας, τον σταθμό του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών στο Θησείο (γεωγρ. πλάτος: 37.972 Β, γεωγρ. μήκος: 23.717 Α, υψόμετρο: 107 m).

Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή ενός αλγορίθμου σε γλώσσα προγραμματισμού Python, ήταν η απλή μέση μηνιαία τιμή θερμοκρασίας ανά μήνα όπως και ο υετός ανά μήνα για το Θησείο. Επομένως, οι εκτιμήσεις που θα προκύπτουν αναφέρονται στον σταθμό του Θησείου (με ό,τι αυτό συνεπάγεται και για τις άλλες περιοχές του λεκανοπεδίου κάνοντας τις κατάλληλες αναγωγές).

Η ανάπτυξη του αλγορίθμου έγινε εντός διαστήματος 2 ετών, και χρησιμοποιήθηκαν διάφοροι άλλοι δείκτες (π.χ. ONI, AO, NAO, IOD, κ.α.) όπως και άλλες διαθέσιμες παράμετροι, ώστε να ερευνηθούν τυχόν συσχετίσεις με διάφορα μοτίβα θερμοκρασίας ή υετού στον εν λόγω σταθμό.

Ο αλγόριθμος βασίζεται κυρίως σε στατιστικές μεθόδους για να εξάγει τις εκτιμήσεις του, ωστόσο στο τέλος κάθε μήνα θα εισάγονται τα νέα δεδομένα από το ΕΑΑ για το Θησείο, κάτι που θα μεταβάλει τις τελικές εκτιμήσεις όσο προχωρά ο χρόνος. Για παράδειγμα, στις αρχές Γενάρη θα δίνεται μία στατιστική εκτίμηση για τον υετό και την (απλή μέση) θερμοκρασία κάθε μήνα (ως και τον Δεκέμβρη) για το Θησείο, βασισμένη στα δεδομένα ως και το προηγούμενο έτος. Ωστόσο, π.χ στις αρχές Απριλίου (όταν θα έχουν περαστεί και τα δεδομένα Ιανουαρίου, Φεβρουαρίου και Μαρτίου) ή στις αρχές Σεπτεμβρίου (όταν θα έχουν περαστεί τα δεδομένα ως και τον Αύγουστο) η εκτίμηση για τους μετέπειτα μήνες (ως και τον Δεκέμβριο) είναι πιθανόν να έχει μεταβληθεί σημαντικά, καθώς αρκετά χαρακτηριστικά των επόμενων μηνών, συσχετίζονται εν μέρει με κάποια χαρακτηριστικά των προηγούμενων μηνών. Επομένως, η εκτίμηση για τον υετό Οκτωβρίου, Νοεμβρίου και Δεκεμβρίου πιθανότατα να είναι διαφορετική στην αρχή του έτους και διαφορετική στις αρχές Σεπτεμβρίου, όταν ο αλγόριθμος θα έχει δεδομένα ως και τον Αύγουστο αυτή τη φορά.

Η πλήρης έκδοση του αλγορίθμου, λόγω περιορισμένης υπολογιστικής ισχύος, αποτελείται από ένα workflow 15 βημάτων και θέλει 2-3 μέρες να ολοκληρωθεί. Το κεντρικό μέρος του αλγορίθμου είναι περί τις 8000 γραμμές κώδικα και εκεί "τρέχουν" αρκετές διαφορετικές προσεγγίσεις για κάθε παράμετρο (υετός, θερμοκρασία). Στη συνέχεια γίνεται μια "ελαχιστοποίηση σφάλματος" όπως και κάποιες άλλες διαδικασίες βελτιστοποίησης, ώστε να επιλεγούν οι πιο καλές προσεγγίσεις, πάνω στις οποίες θα βασιστεί και η εκτίμηση για τους επόμενους μήνες.

Όταν θα υπάρχει μια νεότερη εκτίμηση/πρόγνωση για το υπόλοιπο του έτους, θα ανακοινώνεται τόσο εδώ (βλέπε παρακάτω) όσο και στο προσωπικό μου προφίλ στο facebook.

Στο πλαίσιο της εκτίμησης του μηνιαίου υετού, το σενάριο του αλγόριθμου που χρησιμοποιείται ως «κύριο» ή «επιχειρησιακό», τείνει να είναι πιο «ευαίσθητο», υπό προϋποθέσεις, σε μεγάλες ποσότητες υετού, με σκοπό να έχει μεγαλύτερη επιτυχία στην εκτίμηση περιπτώσεων όπου ο μήνας έχει πιθανότητες να είναι ιδιαίτερα βροχερός. Αυτό αυξάνει ελαφρώς το συνολικό μέσο σφάλμα, ωστόσο αυξάνει και τις επιτυχείς εκτιμήσεις των ιδιαίτερα βροχερών μηνών, όπως φαίνεται και στα διαγράμματα που ακολουθούν για τα τελευταία 23 έτη (2000-2023). Δηλαδή, εν ολίγοις, γίνεται ένα σταθμισμένο “trade-off” ανάμεσα στο μηνιαίο υετικό σφάλμα και την επιτυχία σε εκτιμήσεις βροχερών μηνών.

Στο πλαίσιο της εκτίμησης μηνιαίων θερμοκρασιών (βλέπε ακόλουθο διάγραμμα 2000-2023), υπάρχουν κάποιες επιτυχίες (κυρίως σε ακραίες τιμές που μας ενδιαφέρουν περισσότερο) αλλά και διορθώσεις που θα βελτιώσουν περαιτέρω την ακρίβεια.

Τέλος, ο αναγνώστης ας έχει υπόψη του ότι ο αλγόριθμος κάνει, εν πολλοίς, στατιστικές εκτιμήσεις (έστω και αν χρησιμοποιούνται και άλλες παράμετροι όπως και βοηθητικοί δείκτες που έχουν προσαρμοστεί μετά από κοπιώδη έρευνα και ανάλυση) οι οποίες δεν είναι καθόλου εύκολο να είναι ακριβείς σε ένα χαοτικό σύστημα όπως το καιρικό. Το τι σημαίνουν οι εκτιμήσεις που θα βγάζει ο αλγόριθμος κάθε μήνα, και το πώς θα χρειάζεται να τις αντιλαμβάνεται ο αναγνώστης, θα εξηγείται κάθε φορά που θα βγαίνει μια εκτίμηση.

Ο αλγόριθμος είναι σε πιλοτική – ερευνητική φάση και φυσικά δεν θα πρέπει να χρησιμοποιείται για να λαμβάνονται αποφάσεις οποιουδήποτε είδους οι οποίες θα βασίζονται στις εκτιμήσεις του.

==========================================================

Από εδώ και κάτω θα αναρτώνται οι εκτιμήσεις σε χρονολογική σειρά με πρώτη την πιο πρόσφατη. Εφόσον ληφθούν τα απαραίτητα δεδομένα από το ΕΑΑ, η πρώτη εκτιμάται να γίνει τον Ιούλιο του 2024 και να αφορά το διάστημα από τον Ιούλιο ως και τον Δεκέμβριο του 2024.

==========================================================

ΕΚΤΙΜΗΣΕΙΣ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΥ ΓΙΑ ΤΟ ΘΗΣΕΙΟ

==========================================================