Η παρούσα διπλωματική εργασία διερευνά τη στατιστική συμπεριφορά των συγκεντρώσεων αιωρούμενων σωματιδίων PM₁₀ σε επιλεγμένες πόλεις της Στερεάς Ελλάδας, με στόχο τον προσδιορισμό της θεωρητικής κατανομής πιθανότητας που αποδίδει καταλληλότερα την εμπειρική μορφή των δεδομένων. Η ανάλυση βασίστηκε σε διαθέσιμες χρονοσειρές PM₁₀ από σταθμούς παρακολούθησης της ποιότητας του αέρα και περιέλαβε στάδια ελέγχου πληρότητας, προεπεξεργασίας, περιγραφικής στατιστικής και εφαρμογής θεωρητικών κατανομών.
Στο πλαίσιο της εργασίας εξετάστηκαν η λογαριθμοκανονική κατανομή, η κατανομή Gamma, η κατανομή Weibull και η κανονική κατανομή ως συγκριτική βάση. Η αξιολόγηση της προσαρμογής πραγματοποιήθηκε μέσω της σύγκρισης παρατηρούμενων και αναμενόμενων συχνοτήτων, διαγνωστικών διαγραμμάτων, διαγραμμάτων υπολοίπων, διαγραμμάτων Q-Q και αριθμητικής αποτίμησης με βάση το συγκριτικό στατιστικό χ². Η επιλογή της καταλληλότερης κατανομής δεν βασίστηκε σε ένα μόνο κριτήριο, αλλά στη συνδυαστική αξιολόγηση γραφικών και αριθμητικών ενδείξεων.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι συγκεντρώσεις PM₁₀ παρουσιάζουν μη αρνητική και θετικά ασύμμετρη συμπεριφορά, στοιχείο που υποστηρίζει την εξέταση κατανομών κατάλληλων για περιβαλλοντικά δεδομένα με δεξιά ουρά. Η λογαριθμοκανονική κατανομή παρουσίασε την καλύτερη συνολική προσαρμογή στις τρεις από τις τέσσερις αναλύσιμες χρονοσειρές, ενώ στην περίπτωση της Χαλκίδας επιλέχθηκε η κατανομή Weibull. Το εύρημα αυτό δείχνει ότι δεν υπάρχει μία καθολικά βέλτιστη κατανομή για όλες τις περιπτώσεις, αλλά ότι η τελική επιλογή εξαρτάται από τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά κάθε χρονοσειράς.
Συνολικά, η εργασία αναδεικνύει τη σημασία της στατιστικής μοντελοποίησης για την κατανόηση της κατανομικής συμπεριφοράς των συγκεντρώσεων PM₁₀ σε περιφερειακές πόλεις και συμβάλλει στη συστηματική αξιοποίηση περιβαλλοντικών δεδομένων ποιότητας του αέρα. Παράλληλα, επισημαίνει την ανάγκη επαρκούς πληρότητας και αξιοπιστίας των χρονοσειρών, καθώς και τη χρησιμότητα μελλοντικών αναλύσεων που θα περιλαμβάνουν περισσότερους ρύπους, μετεωρολογικές παραμέτρους και μεγαλύτερες χρονικές περιόδους.

This diploma thesis investigates the statistical behavior of PM₁₀ concentrations in selected cities of Central Greece, with the aim of identifying the theoretical probability distribution that best represents the empirical structure of the data. The analysis was based on available PM₁₀ time series from air quality monitoring stations and included data completeness assessment, preprocessing, descriptive statistical analysis, and the application of theoretical probability distributions.
The distributions examined were the Lognormal, Gamma, Weibull, and Normal distributions, with the Normal distribution used as a comparative reference. Goodness of fit was assessed through comparisons of observed and expected frequencies, diagnostic plots, residual plots, Q-Q plots, and numerical evaluation based on the comparative chi-square statistic. The selection of the most appropriate distribution was not based on a single criterion, but on a combined assessment of graphical and numerical evidence.
The results showed that PM₁₀ concentrations exhibit non-negative and positively skewed behavior, supporting the examination of distributions suitable for right-tailed environmental data. The Lognormal distribution provided the best overall fit for three of the four analyzable time series, while the Weibull distribution was selected for Chalkida. This finding indicates that no single distribution is universally optimal, as the final selection depends on the specific characteristics of each time series.
Overall, this thesis highlights the importance of statistical modeling for understanding the distributional behavior of PM₁₀ concentrations in regional cities and contributes to the systematic use of air quality data. It also emphasizes the need for adequate time-series completeness and reliability, as well as the value of future analyses incorporating additional pollutants, meteorological parameters, and longer observation periods.