Analisi Bayesiana di serie temporali di dati di temperatura acquisiti da ARPAV

ARPAV (Regional Agency for Environmental Prevention and Protection of Veneto) is an agency widely distributed across the region that collects and analyzes climate-related data. Some measurement stations have been operating for a long time and have data covering a very wide time window, for example from 1950 up to the early 2000s. The aim of this thesis is to analyze the available data to identify temperature trends and produce forecasts of future temperatures. In the first section, the trend analysis will be conducted through various analytical interpolations, performed both with frequentist methods (and subsequently compared using an ANOVA test) and with a Bayesian approach using a Monte Carlo Markov Chain in JAGS. In the second part, a univariate time series analysis will be carried out using the ARIMA (Autoregressive Integrated Moving Average) method, with the goal of predicting the temporal evolution of temperatures.

ARPAV (Agenzia Regionale per la Prevenzione e Protezione Ambientale del Veneto) è un’agenzia largamente diffusa sul territorio che acquisisce e analizza dati legati allo studio del clima. Alcune delle stazioni di misura sono in funzione da molto tempo e hanno un’acquisizione su una finestra temporale molto ampia, che può essere per esempio dal 1950 fino ai primi anni 2000. Gli obiettivi di questa tesi sono analizzare i dati disponibili per individuare il trend delle temperature e svolgere una previsione futura delle temperature a disposizione. Nella prima sezione verrà riportato l'analisi del trend attraverso varie interpolazioni analitiche, svolte sia con i metodi di analisi frequentista e poi confrontate attraverso un test ANOVA, che con quella Bayesiana attraverso una catena di Markov Monte Carlo Bayesiana usando JAGS. Nella seconda parte, invece, verrà svolta un’analisi temporale univariata usando il metodo ARIMA (Autoregressive Integrated Moving Average) con l’intento di predire l’evoluzione temporale delle temperature.