Η παρούσα διπλωματική εργασία διερευνά τη σχέση μεταξύ της θερμοκρασίας και της ποιότητας του αέρα στο λεκανοπέδιο της Αθήνας κατά την περίοδο 2016–2024. Ειδικότερα, εξετάζεται κατά πόσο η ημερήσια μέση θερμοκρασία και οι μεταβολές της μεταξύ διαδοχικών ημερών συνδέονται με τις ημερήσιες συγκεντρώσεις και τις αντίστοιχες ημερήσιες μεταβολές των ατμοσφαιρικών ρύπων NO, NO₂, O₃, PM₁₀ και SO₂. Για την ανάλυση χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από τους σταθμούς παρακολούθησης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης Αριστοτέλους, Πατησίων, Ελευσίνας, Λυκόβρυσης και Θρακομακεδόνων, οι οποίοι αντιπροσωπεύουν διαφορετικούς χωρικούς και λειτουργικούς τύπους περιβάλλοντος, όπως περιοχές αστικού υποβάθρου, κυκλοφοριακά επιβαρυμένες, προαστιακές, περιαστικές και βιομηχανικά επηρεασμένες περιοχές. Τα δεδομένα ατμοσφαιρικής ρύπανσης συνδυάστηκαν με ημερήσιες θερμοκρασιακές παρατηρήσεις από μετεωρολογικούς σταθμούς της Αττικής.
Η μεθοδολογία περιλάμβανε τον καθαρισμό και την ομογενοποίηση των χρονοσειρών, τον υπολογισμό ημερήσιων μέσων τιμών, την εκτίμηση των διαφορών μεταξύ διαδοχικών ημερών και την εποχική ταξινόμηση των παρατηρήσεων. Εφαρμόστηκαν μέθοδοι περιγραφικής στατιστικής, ανάλυσης συσχέτισης και απλής γραμμικής παλινδρόμησης. Η ανάλυση πραγματοποιήθηκε τόσο στις ημερήσιες μέσες τιμές της θερμοκρασίας και των συγκεντρώσεων των ρύπων όσο και στις αντίστοιχες ημερήσιες μεταβολές τους, με σκοπό τη διάκριση των ευρύτερων εποχικών σχέσεων από τις βραχυχρόνιες συν-μεταβολές.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η σχέση μεταξύ θερμοκρασίας και ατμοσφαιρικής ρύπανσης διαφοροποιείται ανάλογα με τον ρύπο, την εποχή και τα χαρακτηριστικά κάθε σταθμού. Το O₃ παρουσίασε τις σαφέστερες θετικές σχέσεις με τη θερμοκρασία, εύρημα συμβατό με τον σημαντικό ρόλο της φωτοχημικής δραστηριότητας στη διαμόρφωση των συγκεντρώσεών του. Τα NO και NO₂ εμφάνισαν συχνότερα αρνητικές σχέσεις, ιδιαίτερα κατά τις ψυχρότερες περιόδους του έτους, ενώ τα PM₁₀ παρουσίασαν κυρίως θετικές, αλλά χωρικά και εποχικά διαφοροποιημένες, συσχετίσεις. Το SO₂ εμφάνισε γενικά ασθενέστερες και λιγότερο σταθερές σχέσεις. Οι συσχετίσεις μεταξύ των ημερήσιων μεταβολών ήταν κατά κανόνα ασθενέστερες από εκείνες που βασίζονταν στις ημερήσιες μέσες τιμές, γεγονός που υποδηλώνει ότι οι βραχυχρόνιες μεταβολές της θερμοκρασίας συνδέονται μόνο με περιορισμένο μέρος της αντίστοιχης μεταβλητότητας των συγκεντρώσεων των ρύπων.
Τα ευρήματα καταδεικνύουν ότι η θερμοκρασία αποτελεί σημαντικό, αλλά όχι αποκλειστικό, παράγοντα που συνδέεται με τη διαμόρφωση της ποιότητας του αέρα. Η σχέση μεταξύ θερμοκρασίας και συγκεντρώσεων των ρύπων επηρεάζεται επίσης από τις τοπικές εκπομπές, τις φωτοχημικές διεργασίες και τις συνθήκες ατμοσφαιρικής διασποράς. Κατά συνέπεια, αναδεικνύεται η ανάγκη χωρικά και εποχικά διαφοροποιημένης ερμηνείας της σχέσης μεταξύ θερμοκρασίας και ατμοσφαιρικής ρύπανσης σε ένα σύνθετο μεσογειακό αστικό περιβάλλον.

This master’s thesis investigates the relationship between temperature and air quality in the Athens Basin during the period 2016–2024. More specifically, it examines whether daily mean temperature and changes between consecutive days are associated with the daily concentrations and corresponding daily changes of the atmospheric pollutants NO, NO₂, O₃, PM₁₀, and SO₂. The analysis was based on data from the Aristotelous, Patision, Elefsina, Lykovrysi, and Thrakomakedones air-quality monitoring stations, which represent different spatial and functional environmental settings, including urban-background, traffic-affected, suburban, peri-urban, and industrially influenced areas. Air-pollution data were combined with daily temperature observations from meteorological stations located in Attica.
The methodology included the cleaning and homogenisation of the time series, the calculation of daily mean values, the estimation of differences between consecutive days, and the seasonal classification of the observations. Descriptive statistical methods, correlation analysis, and simple linear regression were applied. The analysis was conducted both on daily mean temperature and pollutant concentration values and on their corresponding daily changes, with the aim of distinguishing broader seasonal relationships from short-term co-variations.
The results showed that the relationship between temperature and air pollution varies according to the pollutant, the season, and the characteristics of each monitoring station. O₃ displayed the clearest positive relationships with temperature, a finding consistent with the important role of photochemical activity in shaping its concentrations. NO and NO₂ more frequently exhibited negative relationships, particularly during the colder periods of the year, whereas PM₁₀ showed predominantly positive, but spatially and seasonally differentiated, correlations. SO₂ generally displayed weaker and less consistent relationships. Correlations between daily changes were generally weaker than those based on daily mean values, suggesting that short-term temperature changes are associated with only a limited proportion of the corresponding variability in pollutant concentrations.
The findings indicate that temperature is an important, but not exclusive, factor associated with variations in air quality. The relationship between temperature and pollutant concentrations is also influenced by local emissions, photochemical processes, and atmospheric dispersion conditions. The study therefore highlights the need for a spatially and seasonally differentiated interpretation of the relationship between temperature and air pollution in a complex Mediterranean urban environment.