Στοχαστικό μεθοδολογικό πλαίσιο για την αποτίμηση της αβεβαιότητας υδροκλιματικών προγνώσεων

Σε στατιστικούς όρους, η κλιματική αβεβαιότητα είναι αποτέλεσμα τουλάχιστον δύο παραγόντων, της κλιματικής μεταβλητότητας και της αβεβαιότητας στην εκτίμηση των παραμέτρων. Η αβεβαιότητα συνήθως εκτιμάται με τη χρήση κλασικών στατιστικών μεθοδολογιών που εδράζονται στην υπόθεση ανεξαρτησίας στο χρόνο. Ωστόσο, οι κλιματικές διεργασίες δεν είναι χρονικά ανεξάρτητες, αλλά, όπως προκύπτει από συσσωρευμένες παρατηρήσεις σε παλαιοκλιματικές και μετρημένες χρονοσειρές, εμφανίζουν εξάρτηση μακράς κλίμακας, γνωστή επίσης ως φαινόμενο Hurst ή ως ομοιοθετική συμπεριφορά. Αναπτύσσεται μια μεθοδολογία που περιλαμβάνει συνδυασμό αναλυτικών μεθόδων και μεθόδων Monte Carlo προκειμένου να προσδιοριστούν τα όρια αβεβαιότητας στη μη τετριμμένη ομοιοθετική περίπτωση. Με τη υπόθεση ομοιοθεσίας, τα όρια αβεβαιότητας είναι πολύ ευρύτερα αυτών της κλασικής στατιστικής. Επίσης, λόγω της εξάρτησης, τα όρια της αβεβαιότητας στο μέλλον επηρεάζονται από τις διαθέσιμες παρατηρήσεις στο παρελθόν. Η μεθοδολογία που αναπτύσσεται, ελέγχεται σε μια ιστορική χρονοσειρά μεγάλου μήκους, της μέσης ετήσιας θερμοκρασίας στο Βερολίνο. Παρατηρείται ότι η προτεινόμενη μεθοδολογία παρέχει συνεπή όρια αβεβαιότητας, ενώ οι ζώνες αβεβαιότητας της κλασικής στατιστικής είναι υπερβολικά στενές. Επιπλέον, το θεωρητικό πλαίσιο που αναπτύσσεται, εφαρμόζεται με δεδομένα θερμοκρασίας, βροχής και απορροής από μια λεκάνη στον ελλαδικό χώρο, για την οποία οι διαθέσιμες παρατηρήσεις εκτείνονται σε περίπου ένα αιώνα. Στη συνέχεια τα όρια αβεβαιότητας υπερτίθενται σε προσδιοριστικές κλιματικές προβολές μέχρι το 2050, οι οποίες παράγονται από κλιματικά μοντέλα που συνδυάζονται με ένα υδρολογικό μοντέλο της λεκάνης. Το συμπέρασμα των αναλύσεων είναι ότι οι προβολές των κλιματικών μοντέλων για τη βροχή και η προκύπτουσα απορροή δεν δείχνουν σημαντικές μεταβολές στο μέλλον, καθώς οι προβλεπόμενες από τα κλιματικά μοντέλα εξελίξεις τοποθετούνται μέσα στα όρια αβεβαιότητας που παράγονται με την παραδοχή σταθερών κλιματικών συνθηκών και την υπόθεση ομοιοθεσίας.