Επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στα πολιτιστικά μνημεία του Ελληνικού χώρου: σύγχρονες μελλοντικές προβολές, εκτίμηση των επιπτώσεων στον πολιτιστικό τουρισμό, μέτρα πρόληψης και προσαρμογής στις νέες συνθήκες

Abstract

Climate change is one of the greatest challenges of our time, with widespread social, economic, and environmental impacts. Cultural heritage, a key element of human history and identity, is increasingly threatened by changing climate conditions. Since cultural heritage is a non-renewable resource, its preservation is essential for safeguarding historical identity and passing it on to future generations. This thesis examines the impacts of climate change on two cultural areas of Greece namely Thessaloniki and Delphi. The study was carried out for three different time periods, the period 1980–2000 and the two future periods 2039–2059 and 2079–2099. For the first time, the impact of climate change on the microclimate of selected Greek cultural areas was assessed using the Regional Climate Model RegCM4 with a fine spatial resolution of 10 × 10 km. In addition, the emission scenario RCP4.5 was used for the model’s future simulations. The analysis of climate change impacts on cultural heritage is based on four main guidelines: 1. Impacts on outdoor cultural heritage, 2. Impacts on indoor cultural heritage, 3. Impacts on energy consumption, and 4. Impacts on cultural tourism. In order to evaluate the suitability of the microclimate and to assess the damage risk, the Heritage Outdoor Microclimate Risk (HMRout) index and the Predicted Risk of Damage (PRD) index were used for two variables: temperature and relative humidity (RH). Future projections indicate that the HMRout index is expected to increase due to rising temperatures and RH, thereby increasing the risk of deterioration in the case study regions by the end of the 21st century. The innovative methodology proposed for identifying extreme temperature and RH values in indoor environments allowed for the precise identification of time periods that require increased attention. The research conducted at the Archaeological Museum of Delphi, the Archaeological Museum of Thessaloniki, and the Church of the Acheiropoietos showed that, despite the presence of Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) systems in the two museums, external climatic conditions continue to affect the indoor climate, raising concerns about the future impact of climate change. To estimate future energy demand for heating and cooling, Heating Degree Days (HDD) and Cooling Degree Days (CDD) were calculated for four base temperatures, considering international standards for the preservation of cultural assets and the recommended base temperatures for Greece. The results showed a decline in HDD and an increase in CDD, reflecting a shift in energy requirements for both case studies. The seasonal analysis revealed a substantial decrease in heating needs during winter and a notable increase in cooling demands during summer. Transitional months also show marked changes, indicating extended warm periods. The increase in temperature and RH is expected to cause an increase in the Discomfort Index (DI), lengthening the period of intense thermal discomfort. This implies a deterioration of thermal comfort conditions for activities in outdoor archaeological sites, making it more difficult to visit and stay in these locations, with direct consequences for the sustainability of cultural tourism. Overall, the thesis highlighted the impacts of climate change on Greece's cultural heritage, providing valuable data for the development of conservation and adaptation strategies. The innovative approach applied to assess climate risks and energy requirements can be used as a tool for implementing protective measures and enhancing the resilience of cultural institutions against future climate challenges.

Η κλιματική αλλαγή αποτελεί μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της σύγχρονης εποχής, με εκτεταμένες κοινωνικές, οικονομικές και περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Η πολιτιστική κληρονομιά, ως θεμελιώδης πυλώνας της ανθρώπινης ιστορίας και ταυτότητας, διατρέχει αυξημένο κίνδυνο λόγω των μεταβολών του κλίματος. Καθώς η πολιτιστική κληρονομιά αποτελεί μια μη ανανεώσιμη πηγή, η διατήρησή της είναι ζωτικής σημασίας για τη διαφύλαξη της ιστορικής ταυτότητας και τη μετάδοσή της στις επόμενες γενιές. Η παρούσα διατριβή εξετάζει τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής σε δύο περιοχές της Ελλάδας με ιδιαίτερη πολιτιστική αξία, τη Θεσσαλονίκη και τους Δελφούς. Η έρευνα επικεντρώνεται στη μελέτη των μεταβολών του μικροκλίματος και στην εκτίμηση των επιπτώσεών του στις υπό μελέτη περιοχές για την περίοδο αναφοράς (1980–2000), καθώς και για δύο μελλοντικές περιόδους (2039–2059 και 2079–2099). Για πρώτη φορά, η επίδραση της κλιματικής αλλαγής στο μικροκλίμα των επιλεγμένων ελληνικών πολιτιστικών περιοχών εκτιμήθηκε χρησιμοποιώντας προσομοιωμένα δεδομένα υψηλής χωρικής ανάλυσης (10 x 10 km) από το περιοχικό κλιματικό μοντέλο RegCM4. Για τις μελλοντικές προβολές χρησιμοποιήθηκε το μετριοπαθές σενάριο εκπομπών RCP4.5. Η ανάλυση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής στην πολιτιστική κληρονομιά βασίζεται σε τέσσερις κύριες κατευθυντήριες γραμμές: 1. Επιπτώσεις στην υπαίθρια πολιτιστική κληρονομιά, 2. Επιπτώσεις στην πολιτιστική κληρονομιά εσωτερικών χώρων, 3. Επιπτώσεις στην κατανάλωση ενέργειας και 4. Επιπτώσεις στον πολιτιστικό τουρισμό. Οι δείκτες Heritage Outdoor Microclimate Risk (HMRout) και Predicted Risk of Damage (PRD) εφαρμόστηκαν για πρώτη φορά σε εξωτερικά περιβάλλοντα, παρέχοντας ακριβή εκτίμηση του κινδύνου εξαιτίας των μεταβολών του κλίματος και της πιθανότητας να υποστεί ζημιά η πολιτιστική κληρονομιά. Οι μελλοντικές προβολές έδειξαν ότι ο δείκτης HMRout αναμένεται να αυξηθεί λόγω της ανόδου της θερμοκρασίας και της σχετικής υγρασίας (RH), αυξάνοντας τον κίνδυνο φθοράς για τα μνημεία στους εξωτερικούς χώρους της Θεσσαλονίκης και των Δελφών έως τα τέλη του 21ου αιώνα. Η καινοτόμος μεθοδολογία που προτάθηκε για τον εντοπισμό ακραίων τιμών θερμοκρασίας και RH σε εσωτερικά περιβάλλοντα επέτρεψε τον ακριβή προσδιορισμό των χρονικών περιόδων που απαιτούν αυξημένη προσοχή. Η έρευνα που διεξήχθη στο Αρχαιολογικό Μουσείο των Δελφών, στο Αρχαιολογικό Μουσείο Θεσσαλονίκης και στον Ιερό Ναό της Αχειροποιήτου έδειξε ότι, παρά την ύπαρξη συστημάτων Θέρμανσης, Αερισμού και Κλιματισμού (Heating, Ventilation and Air Conditioning, HVAC) στα δύο μουσεία, οι εξωτερικές κλιματικές συνθήκες συνεχίζουν να επηρεάζουν το εσωτερικό κλίμα, ενισχύοντας τις ανησυχίες για τη μελλοντική κλιματική αλλαγή. Για την εκτίμηση της μελλοντικής ενεργειακής ζήτησης για θέρμανση και ψύξη, υπολογίστηκαν οι βαθμοημέρες θέρμανσης (Heating Degree Days, HDD) και ψύξης (Cooling Degree Days, CDD) για τέσσερις διαφορετικές θερμοκρασίες βάσης, λαμβάνοντας υπόψη τα διεθνή πρότυπα διατήρησης πολιτιστικών αγαθών και τις προτεινόμενες θερμοκρασιακές βάσεις για την Ελλάδα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι HDD αναμένεται να μειωθούν στο μέλλον, ενώ οι CDD θα αυξηθούν σημαντικά και στις δύο περιοχές, οδηγώντας σε μεγαλύτερες ενεργειακές απαιτήσεις για ψύξη. Η ανάγκη για ψύξη αναμένεται να ξεκινά νωρίτερα και να διαρκεί περισσότερο, αυξάνοντας το κόστος για τη διατήρηση των κατάλληλων κλιματικών συνθηκών στα εσωτερικά περιβάλλοντα. Η άνοδος της θερμοκρασίας και της RH αναμένεται να προκαλέσει αύξηση του δείκτη δυσφορίας (Discomfort Index, DI), επιμηκύνοντας την περίοδο με έντονη θερμική δυσφορία. Αυτό οδηγεί σε επιδείνωση των συνθηκών θερμικής άνεσης για δραστηριότητες σε εξωτερικούς αρχαιολογικούς χώρους, καθιστώντας δυσκολότερη την επίσκεψη και την παραμονή σε αυτούς, με άμεσες συνέπειες στη βιωσιμότητα του πολιτιστικού τουρισμού. Συνολικά, η διατριβή ανέδειξε τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στην πολιτιστική κληρονομιά της Ελλάδας, προσφέροντας πολύτιμα στοιχεία για την ανάπτυξη στρατηγικών διατήρησης και προσαρμογής. Η καινοτόμος προσέγγιση που εφαρμόστηκε για την εκτίμηση των κλιματικών κινδύνων και των ενεργειακών απαιτήσεων μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο για τη λήψη μέτρων προστασίας και την ενίσχυση της ανθεκτικότητας των πολιτιστικών ιδρυμάτων έναντι των μελλοντικών κλιματικών προκλήσεων.