FBE- Meteoroloji Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Çıkarma tarihi ile FBE- Meteoroloji Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeMinimum Sıcaklığı Tahmin İçin Bir Yöntem Ve Antalya'nın Minimum Sıcaklıklarına Uygulanması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1986) Kılıç, Ahmet ; Omay, Eren ; 14022 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringMinimum hava sıcaklığı tahmini oldukça güç meteorolojik para metrelerden bir tanesidir. Bunun nedeni, minimum sıcaklığın bulut luluk ve rüzgar gibi ani değişmeler gösteren parametrelere fazlaca bağımlı olmasıdır. Bu çalışmada bulutluluk ve rüzgarın ayrıca tahmin edilmesini ge rektirmeyen bir kısa vade minimum sıcaklık tahmin yöntemi gelişti rilmiştir. Çalışmada uygulama için Antalya'nın minimum sıcaklıklarının se çilmesinin nedeni, Antalya'nın turfanda sebzecilikte Türkiye'de ilk sırayı alması ve bu sebeple minimum sıcaklıktaki değişmelerden en çok etkilenen il olmasıdır. Çalışmanın birinci bölümünde meteorolojide sıcaklık kavramları açıklanmış ve minimum sıcaklığın tahmin edilmesinin önemi belirtil miştir. ikinci bölümde Antalya ilinin tarım ve iklim özellikleri veril miştir. Üçüncü bölümde, sıcaklık tahmini açısından, atmosferde sıcaklı ğın diğer meteorolojik parametrelere bağlı olarak değişmesi incelen miş ve minimum sıcaklığın değişmesinde önceki güne ait maksimum sı caklığın, bulut örtüsünün ve rüzgarın etkileri gösterilmiştir. Çalışmanın dördüncü bölümünde, çevreden istasyona olan nem transferi esas alınarak, minimum sıcaklık tahmin yöntemi geliştiril miştir. Yöntem Antalya'nın minimum sıcaklıklarını tahmin için uygu lanmış ve başarılı sonuçlar alınmıştır. Son bölümde ise elde edilen sonuçlar verilmiştir.
-
ÖgeTermaller Ve Cumulus'lerde Meteorolojik Parametrelerin Ölçülmesi, Analizi Ve Konvektif Yapının Modellenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1987) Aslan, Zafer ; Öney, Süreyya ; 14036 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringBu çalışmada aşağı troposferde sıcaklık, bağıl nem, düşey hız, sıvı su miktarı gibi bazı meteorolojik parametrelerin yer ve zamanla değişimi deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Özellikle termaller ve sığ cumulus bulutlarının dinamik ve mikrofizik yapısı ve meteorolojik parametrelerin bu alanlarda nasıl değiştiği araş tırılmıştır. Termaller, yeryüzey inden yükselen ve çevrelerine göre daha sıcak bireysel hava kütleleridir. Bunlar arasında yoğunlaşma sevi yesine yükselecek kadar güçlü olanlar, cumulus bulutu haline dönüşür ler. Burada sadece, cumulus humilis ve cumulus mediocris gibi sığ bulutlar gözönüne alınmıştır. Bu araştırmada, ölçümler, 1983, 1985 ve 1986 yıllarında konvektif aktivitenin çok olduğu bahar ve yaz aylarında İnönü'de (Eskişehir) cumulus bulutları içinde ve çevrelerinde uçak ve planör lerle yapılmıştır. Bu ölçümlerde kullanılmak üzere bir sıvı su miktarı ölçeri de geliştirilmiştir. Verilerin analizinde öncelikle, meteorolojik elemanlar arasındaki ilişkiler araştırılmış, parametrelerin zaman ve yüksek likle olan değişimleri incelenmiş ve termal bölgelerinin belirlenmesi amacı ile bir kriter oluşturulmasına çalışılmıştır. Bu çalışmada ayrıca kütlenin korunumu, toplam nem eşitliği, toplam nemli statik enerji eşitliği ve momentumun korunumu eşitliklerinden hareketle 1-boyutlu teorik cumulus- termal modeli geliştirilmiştir. Bu modelde termallerin yeryüzeyinden itibaren r-yarıçaplı bir koni içinde yük seldiği kabul edilmiş ve entrainment (katılım) olayı gözönüne alın mıştır. Model, radyosonde verilerini kullanarak, çevre koşullarını ve buna dayanarak da termal veya cumulus içindeki parametreleri hesaplamaktadır. Modelden elde edilen sonuçlarla, gözlemlerin oldukça iyi bir şekilde uyuştuğu görülmüştür. Sonuç olarak, 1-boyutlu cumulus- termal modelinin cumulus bulutu ve termal bölgelerinde meteorolojik büyüklüklerin yükseklikle olan değişimlerinin tahmininde büyük bîr yaklaşıklıkla kullanılabileceği söylenebilir.
-
ÖgeAçık Ve Bulutlu Atmosfer Koşullarında Saatlik Toplam Işınım Öngörüsü İçin Bir Model(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1988) Topçu, Sema ; Öney, Süreyya ; 14057 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringBu çalışmada, yeryüzeyine gelebilecek saatlik toplam ışınım öngörüsü, açık ve bulutlu atmosfer şartla rında olmak üzere iki kısımda incelenmiştir. Öncelikle açık bir atmosferde yeryüzeyine gelebilecek saatlik top lam ışınımın hesaplanması için parametrik bir model su nulmuştur. Bu modelde, atmosferde güneş ışınımını azaltı cı faktörler olarak ozon, kuru hava molekülleri, subuharı ve aerosoller gözönüne alınmıştır. Saatlik toplam ışınım, aynı periyottaki direkt ve yaygın ışınımın toplamı olarak hesaplanmıştır. Yeryüzeyine ulaşan saatlik direkt ışınım, ozon tarafından absorbsiyon, kuru hava molekülleri tara fından saçılma, subuharı ve aerosoller tarafından absorb siyon ve saçılma etkileriyle ilgili geçirgenlik fonksi yonları yardımıyla elde edilmiştir. Saatlik yaygın ışınım direkt ışınımın ve yerden yansıyan toplam ışınımın atmos fer bileşenleri tarafından saçılması şeklinde iki bileşe ne ayrılarak incelenmiştir. İstanbul için uygulanan modelde, atmosferdeki subuharı miktarı, radyosonde verilerinden yararlanılarak, aerosol parametresi ise toplam ışınım ölçümleri ve model sonuçları karşılaştırılarak aylık ortalama değerler ha linde elde edilmiştir. Ayrıca ozon absorbsiyonu, molekü- ler saçılma, subuharı ve aerosoller tarafından absorbsi yon ve saçılmayla ilgili geçirgenlikler zenit açısına bağlı olarak verilmiştir. Aerosollerin, güneş ışınımını en çok etkileyen atmosfer bileşeni olduğu görülmüştür. Bulutlu atmosferde, yeryüzeyine gelebilecek sa atlik toplam ışınım değerleri hesaplamak için, bulutlu atmosferde ölçülen saatlik toplam ışınımın, açık günde gelebilecek saatlik toplam ışınıma oranı ile, aynı peri yottaki bulut kapalılığı ve ışının zenit açısı arasında bir çoklu regresyon bağıntısı ileri sürülmüştür. Sözkonu- su bağıntı, alçak, orta ve yüksek bulut tipleri ve çeşit li zenit açısı değerleri için incelenmiştir. Her üç bulut tipi için, bulut geçirgenlikleri zenit açısına bağlı ola rak hesaplanmıştır. Yüksek bulutların güneş ışınımını or talama %50 sini geçirdikleri, alçak bulutların ise atmos fer geçirgenliğini önemli derecede etkiledikleri görül müştür.
-
ÖgeKaotik Davranış Kriterleri Olarak Fraktal Boyut Değişimi Ve Dinamik Sistemlere Uygulanması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1996) Koçak, Kasım ; Şen, Zekai ; 55984 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringChaos theory has opened new horizons in science and is already considered by many as öne of the most important discovery in the twentieth century after relativity and quantum mechanics. Deterministic chaos denotes the irregular ör chaotic motion that is generated by nonlinear systems whose dynamical laws uniquely determine the time evolution of the system state from previous history. in recent years, it has become clear that chaotic phenomena are abundant in nature and have far-reaching conse- quences in many branches of science, and especially in dynamic meteorology. According to dynamical system theoıy time evolution of a phenomenon can be given by its trajectories in the phase space. Coordüıates of this space are spanned by the variables which are necessary to specify the time evolution of the system. Any trajectory in this space represents the time evolution of a given set of initial conditions. in some systems, trajectories initiated from different phase space points eventually converge and stay on a distinct pattern. This kind of a pattern attracting ali trajectories is called "attractor". Systems that develop deterministically have low dimensional attractors such as point, limit cycle and tour. These types of attractors can be characterised by an integer dimension. An important property of these attractors is that ali trajectories converging on it stay at a constant distance from each other and this property imposes long term prediction of the system under study. it has been shown for many dynamical systems that their attractors are not topological. These attractors are called "fractal set" and can be characterised by a noninteger dimension. in literatüre, these kind of attractors are referred to as "strange (ör chaotic) attractors". The most important characteristic of the chaotic attractors is their exponential divergence of nearby trajectories. This implies that system is sensitive to initial conditions and consequently long term predictions become impossible. By using a time series of a single state variable, it is possible to reconstruct xi phase space. Before applying reconstruction procedure we need some informa- tion (i.e. dimension) related with the attractor. The new phase space can be formed by adding an extra independent coordinate until no more information about the process is gained. Öne of the independent coordinates mentioned above is taken as the time series itself. The remaining coordinates are formed by its (m-1) derivatives ör, in the discrete case, the (m-1) lagged time series shifted by (w-l) multiples of the correlation time T, at which correlations between coordinates become zero. There are some criteria for chaotic motion, as follovvs: i) Time series behave erratically, ü) Autocorrelation function decays exponentially, iii) Power spectrum has broad band noise at low frequencies, iv) Poincare map fills some region of space completely and irregularly, v) At least öne of the Lyapunov exponents is positive, vi) Dimension of attracting set is fractal. The first three criteria are functions of time t, delay time r and frequency w. Any time series gives only a simple idea about the underlying system. it is not possible to distinguish two time series sampled out from deterministic chaotic ör stochastic processes. The autocorrelation analysis is valid under two important assumptions which are that: - the probability density function (PDF) of the given data is normal, - the autocorrelation function is a means of measuring the linear dependence between two time series which originate from the same series with the delay time T. it is a well known fact that PDF of the most data encountered in applications are not normal, in such cases, autocorrelation analysis will give results different from the expected values. Although the power spectrum is a reliable method for periodicity, it is not effective for determining whether the chaotic time series is sampled out from a deterministic system ör not. Broad band noise in power spectra can arise from stochastic ör deterministic processes, but the decay in the spectral power at high frequencies is different for the two cases. Poincare map transforms a continuous system into a discrete system. If a phase space is spanned by the m state variables, we can cut this space by an (m-1) dimensional space called hyperplane. For phase space with dimension m>3, it xii is not possible to examine the Poincare section at least visually. in addition, Poincare sections of forced systems are very similiar to each other. For example, Poincare map of the chaotic and nonchaotic behaviour of quasi-period- ically forced van der Pol equation can not be distinguished easily. Only the last two criteria give numerical results, so they are regarded as more objective tools than the others. Lyapunov exponents (^.) measure the rate of exponential divergence ör convergence of nearby trajectories in the phase space. in other words, Lyapunov exponents are used to determine whether the system is sensitive to initial conditions ör not. in three dimensional phase space, the largest Lyapunov exponent is negative for a point attractor, zero for a limit cycle ( periodic âttractor) and n-torus as well as positive for chaotic attractor. For system where the equations of motion are explicitly known and linearized equations exist, there are straightfonvard techniques for computing a complete Lyapunov spectrum. in case of experimental data, it is stili difficult to measure the Lyapunov exponents. in Euclidean space, dimension is the minimum number of coordinates needed to specify a point uniquely. in contrast, the dimension of a dynamical system is the number of state variables needed to specify the dynamics of the system. Ali of these dimensions are integer so they can not characterise a chaotic attractor. Hovvever, almost ali chaotic attractors have fractal (noninteger) dimension. There are fifferent dimension definitions such as capacity, information, correlation dimension ete. Two main uses of these dimensions are: - To distinguish chaotic and nonchaotic attractors, - To determine the minimum number of state variables that are needed to specify the dynamics of the underlying system. If the points on the attractor are almost uniformly distributed in the phase space then the difference betvveen dimensions are insignificant. On the other hand, some subsets of the attracting set are visited more frequently than the others, then a nonuniform distribution of points will be obtained. Although the capacity dimension is not sensitive to frequent visit of some locations by the trajectory in the phase space, it is strongly dependent on the geometry of the attractor. Contributions of the frequently and rarely visited volume elements to the capacity dimension remain the same. On the other hand, the correlation dimension is sensitive to the relative frequency of the visit. in brief, due to this sensitivity to the dynamics of the process, it is convenient to use the correlation dimension, which ıs given by where />. is the relative frequency of the typical trajectory that enters the ith xüi AT(e) **EP? (1) j r. i-1 * ' da » Lım-- 8-0 Lne volume element. To obtain correlation dimension by using eq. (1) öne must estimate p. values especially through the box counting tecnique. As this techniqe is not practical in application, a fast algorithm was proposed by Grassberger-Procaccia (GPA). Consider the set {X{, /=1,...^V} of points on the attractor, i.e. X.=X(t+ij} with a fixed time increment T between the measure- ments. in this algorithm "correlation integral" is given by C(e)=£im -L£ £ 0(e- |*rx |)j (2) Af- N* i-1 >1 W J where 6 (y) is the Heaviside step function defined as.».U Î3 in order to obtain correlation dimension from eq. (1), it is necessary to know the relationship between S(Pj)2 and C(e). it is easily shown that such a relationship expressed as W(e) C^^p,2 (4) 1=1 Finally, combination of eqs. (1) and (4) leads to ia, Um ±m m e-o Ln e As the value of e decreases, clearly the number of paired correlations will decrease as well, and hence, C(e) « ed° (6) If we use sufficient number of noise free data points, plot of in C(e) versus /n(e) will give a linear part called "scaling region". Slope of this region is the estimated value of the correlation dimension dG (v is also frequently used notation). A noninteger value of v indicates chaotic behaviour; the underlying dynamics is deterministic and shows a sensitive depedence on the initial xiv conditions. There are some problems in calculating the correlation dimension. Noisy and limited number of data, difficulties in determining the scaling region exactly, errors arising from computer experiments etc. cause biased estimation of v. Above all, it looks unrealistic that a single number can fully describe the complex structure of a strange attractor. This implies that the value of fractal dimension must be handled so that it carries more information about the dynamical system under study. In applications, GPA is the most frequently used algorithm to estimate the fractal dimension. Distance matrix used to calculate the correlation integral is given by o d" (?) Due to the symmetry, it is sufficient to consider only upper triangle matrix so the number of pairs with distance less than e, say N(e), is to be normalised with N(N-l)/2 instead of N2. It is well known in the study of lacunarity, if e approches to zero then the expected form of the correlation integral becomes C(e)=$(e)ev (8) where the function <£(e) reflects the lacunarity of the set. The structure of <&(e) is generated by sparse or empty regions in the object. Distribution of these empty regions can be constant, periodic or aperiodic. Because sets show different lacunarity, one can expect that contribution of each row/band of the distance matrix to the correlation integral will be different. Calculation of the correlation integral at each row/band can be called "Row and Band Scanning Approach (RSA/BSA)".
-
ÖgeSaatlik Ve Aylık Rüzgar Verisiyle Rüzgar Enerjisi Modellemesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997) Türksoy, Ferdi ; Aslan, Zafer ; 68888 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringHava kütlelerinin hareketi olarak tanımlanan rüzgar, gelecekteki enerji ihtiyacımızın karşılanması bakımından ekonomik ve çevresel önem taşımaktadır. Büyük ölçekli hava hareketleri, temel olarak güneşin yeryüzeyini ve dolayısıyla atmosferi eşit miktarda ısıtmamasından kaynaklanan sıcaklık ve basınç farklılıklarından meydana gelmektedir. Rüzgar, yapısındaki türbülanslı çalkantılar nedeniyle analitik yöntemler yerine, daha çok istatistiksel teknikler kullanılarak, incelenebilmektedir. Bu çalışmada, sadece ortalama rüzgar şiddeti veya istatistiksel bir dağılım fonksiyonu yerine, hem ortalama rüzgar şiddetine hem de standart sapmaya bağlı olarak, V 'ün hesaplanmasında kullanılabilecek ampirik bir model oluşturulmaya çalışılmıştır. Bunun için ortalama rüzgar şiddeti ve standart sapmaya bağlı 10 parametreli bir ampirik model oluşturularak, çoklu regresyon tekniğiyle katsayılar çözülmüş ve V 'ün hesaplanmasında kullanılacak eşitlik elde edilmiştir. Daha sonra step-wise regresyon tekniği uygulanarak, eşitlikteki etkisiz terimler çıkartılmış ve modellerin daha basit bir şekle dönüştürülmesine çalışılmıştır. Çalışmada Türkiye, Avrupa ve Amerika'nın çeşitli istasyonlarında ölçülmüş saatlik rüzgar şiddeti değerleri kullanılmıştır. Çoklu regresyonla elde edilen saatlik model için regresyon katsayısı R2 = % 99.945, Standart Hata SH = 9.135 m Vs3, Step- Wise uygulanması sonucunda ise R2 = % 99.944 ve SH = 9.066 m'Vs3 olarak hesaplanmıştır. Çoklu regresyonla elde edilen aylık modelde ise R2 = % 98.604 ve SH = 46.088 m'Vs3; buna step-wise regresyon uygulanması sonucunda R2= % 98.566 ve SH = 45.871 mVs3 olarak hesaplanmıştır. Elde edilen saatlik modelin, VVeibull Dağılımı yöntemiyle karşılştırılması amacıyla yapılan değerlendirmeye göre bu çalışmadan elde edilen saatlik modelin daha iyi sonuç verdiği söylenebilir. Yapılan diğer bir karşılaştırmada ise küplerin yıllık ortalamasıyla yıllık ortalamanın küpünün oranının ( V JU ) sabit kabul edilemeyeceği konusu ortaya konmuştur. Modellerin, deneme amacıyla bağımsız örneklere uygulanması sonucunda saatlik modelin bağıl hatasının % 10'dan, aylık modelin bağıl hatasının ise % 20'den düşük olduğu hesaplanmıştır. Son olarak elde edilen aylık model, Türkiye'nin 114 meteoroloji istasyonunda gözlenmiş uzun dönem aylık rüzgar şiddeti ortalamalarına uygulanarak, rüzgar enerjisi potansiyeli daha yüksek olan istasyonlar belirlenmeye çalışılmıştır. Buna göre Bozcaada 682,35 mVs3, İskenderun 288.76 m'Vs3, Antakya 269.34 mVs3, Bandırma 245.31 mVs3, Çanakkale 211.78 m'Vs3 ile Türkiye'nin en yüksek rüzgar enerjisi potansiyeline sahip meteoroloji istasyonlarıdır.
-
ÖgeTwo-Dimensional Atmospheric Flow Modeling By Using Schwarz-Christoffel Transformation Over Complex Topography(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997) Erdun, Hakan ; İncecik, Selahattin ; 66423 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringKüçük, bölgesel ve büyük ölçekli meteorolojik modeller, atmosferik olayların anlaşılmasında, atmosferik parametrelerin gelecekteki durumlarının belirlenmesinde ve hava kirliliği modelleri için gerekli olan giriş bilgilerini sağlamada yardımcı olduklarından meteorologlar için vazgeçilmez bir araçtır. Günümüzde oldukça fazla sayıda meteorolojik modellerin olması da modellerin ve modellemenin önemini açıkça göstermektedir Bir meteorolojik modelin geliştirilmesinde, ilk planda karşılaşılan en büyük zorluk, topografyanın etkisinin modele katılmasında ortaya çıkmaktadır. Büyük ölçekli modellerde topografya üzerindeki ayrıntılar çok önemli değildir ve topografya modele kaba bir tarifle dahil edilebilir. Bölgesel ve küçük ölçekli modellerde ise, topografya ve üzerindeki sekililer atmosferik akışa doğrudan etki eden en önemli parametredirler ve model, topografyanın detaylı bir tarifini içermek zorundadır. Bununla beraber, topografyanın tarifi aynı zamanda modelde kullanılan grid-aralığına bağlı olarak belirlenir. Meteorolojik modellerde yaygın olarak kullanılan "düşey koordinat dönüşümleri" küçük ve bölgesel ölçekli modeller için belirli şartlar altında kullanılmaktadır. Bu koordinat dönüşümlerinin kullanımında, topografyadaki eğimlerin 45 dereceden çok çok küçük olması gerekmektedir. Bunun sağlanmaması durumunda yere yakın yerlerde gradyan hesaplarında hatalar önemli derecede artış göstermektedir. Bu yüzden, dik yamaçlı dağlık veya dik inişli vadi olan bölgelerde bu koordinat dönüşümlerini içeren modellerin kullanımı mümkün olmamaktadır. Bu tez çalışmasında topografyanın ölçeğinden, topografyanın eğimlerinden ve üzerindeki şekillerden (binalar, kuleler v.b.) bağımsız olarak çalışabilecek iki boyutlu bir model geliştirilmiştir. XV .alanında da önemli değişiklikler olmadığı, fakat sadece adveksiyondan dolayı sıcaklık alanının akım yönünde hareket ettiği görülmektedir. Elde edilen bu sonuçlara göre model global anlamda gerçekçi sonuçlar vermektedir. Model sonuçlarının hassasiyeti, modele rasyon modülünün ve sınır tabaka parametreleştirmelerinin katılmasıyla arttırılabilir. Ayrıca modelde kullanılan kabuller değiştirilerek ve yeni formülasyonlar ekleyerek aşağıda verilen çalışmalara genişletilebilir:. Model sığ konveksiyon sisteminden derin konveksiyon sistemine göre tekrar düzenlenerek, yukarı atmosferdeki gravite-dalgalarının modellenmesi için kullanılabilir.. Taşınım ve konsantrasyon denklemleri katılarak, kirleticilerin atmosferde dağılımı ve taşımını modellenebilir.. Radyasyon modülü, ısı ve su buharının korunumu denklemleri eklenerek topografik etkilerden dolayı bulut ve sis oluşumu modellenebilir.. Radyasyon modülü, ısı ve su buharının korunumu denklemleri eklenerek dağlık bölgelerde göllerin etkileri ve kara-deniz etkileşimi ve meltemler modellenebilir.. Model, ayrıca Schwarz-Christoffel ile elde edilecek iki boyutlu grid ağlarının y-ekseni yönünde sıralanması ve sonra bunların ortogonal olmayan araziyi-izleyen kordinat dönüşümü ile birleştirilmesi sonucunda 3- boyuta genişletilebilir. XIX Türbülans modeli için Smagorinsky ve Lilly tarafından verilen alt-grid ölçeği karışma formülasyonu kullanılmıştır. Bu formülasyonun bir avantajı 2- veya 3 -boyutlu modellerde türbülans terimlerinin doğrudan sonlu-farklar şemasında yazılabilmesidir. Model, radyatif modülünü ve sınır tabaka parametreleştirme işlevlerini içermemektedir. Model denklemlerinin çözümü için sonlu-farklar metodu kullanılmıştır. Uzaysal türevler için merkezi şema, zamansal türevler için başlangıçta ileri şema ve sonrası için leapfrog şeması kullanılmıştır. Advektif terimleri hesabında ise "upwind" şeması kullanılmıştır. Model denklemleri, matris formuna getirilerek çözülmüştür. Geliştirilen model, örnek bir topografya üzerinde çalıştırılmıştır. Bu test için 50x21 lik bir grid-ağı kullanılmıştır. Grid aralığı yatayda 810 m ve zaman adımı ise kararlılık kriterine göre 2.5 saniye olarak alınmıştır. Karmaşık topografya üzerinde türbülanslı akışın yeterli bir tanımlaması için ilk planda atmosferdeki pertürbasyon basınçı büyüklüğünün göz önüne alınması gereklidir. Modelde hesaplanan pertürbasyon basınç değerlerine göre örnek topografyanın rüzgar altı tarafında yüksek pertürbasyonlar ve rüzgar üstü tarafında ise düşük pertürbasyonlar görülmektedir. Bu durum, dağın rüzgar alan kısmında rüzgarın dağ yamacını tırmanırken akımın zorlanması ile ifade edilebilir. Türbülanslı akış alanını kuşatan topografyanın etkilerini gösteren diğer önemli bir gösterge, gerçek atmosferik basınçtır. Gerçek atmosferik basıncı, hesaplanan pertürbasyon basınç değerlerinin başlangıç basınç değerlerine eklenmesi ile bulunur. Elde edilen gerçek atmosferik basınç değerlerine göre örnek topografyanın rüzgar altı tarafında yüksek pertürbasyondan dolayı yüksek basınç bölgesi ve rüzgar altı tarafında ise düşük pertürbasyon basıncından dolayı düşük basınç bölgesi görülmektedir. Ayrıca eş basınç çizgileri (isobarik yüzeyler) dağ tepesinde rüzgar altı tarafına doğru büküldüğü ve bu bükülme modelin ileri adımlarında daha belirgin olduğu görülmektedir. Bu da, akım üzerinde dağ etkilerini gösteren en belirgin göstergelerden biridir. XV11 Ayrıca elde edilen bu gerçek basınç değerlerinden elde edilen boyutsuz sürükleme (drag) katsayıları, Durran (1986) tarafından yapılmış 3 boyutlu model çalışmasındaki sürükleme katsayıları ile karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma sonucunda sürükleme katsayılarının uygun olduğu görülmektedir. Ortaya çıkan farklar, modelde kullanılan dağ profilinin Durran'ıri modelindeki dağ profiline göre daha sivri olması ve modelin 2 boyutlu olması sebebiyledir. Türbülanslı akımın modellenmesinde önemli olan diğer bir parametre de alt-grid karışım katsayılarıdır (Km). Model için kararlı bir atmosfer şartlan kabulü yapıldığından modelde elde edilen alt-grid karışım katsayıları 0.001 ile 2m2/s arasında olduğu görülmüştür. Hesaplanan alt-ölçek karışım katsayıları değerlerine göre örnek topografyanın üzerinde bir yüksek karışım katsayısı bölgesi oluşmaktadır. Bu bölge, modelin ilerleyen adımlarında dağın rüzgar altı tarafına doğru akımın etkisi ile kaymakta ve sonra akım ayrılmasından dolayı tepenin hemen ardında parçalara bölünmektedir. Akım ayrılması ayrıca hesaplanan rüzgar alanı değerlerine bakıldığında açıkça görülebilir. Rüzgar alanı değerlerine göre, rüzgar başlangıçta topografyanın şekline göre kendini ayarlamakta ve sonra topografyanın etkisinin rüzgar üzerindeki değişimi açıkça ortaya çıkmaktadır. Model radyasyon modülü içermediğinden dolayı, sıcaklık alanı sadece advektif terimler vasıtasıyla etkilenmektedir. Türbülansın modelde sadece rüzgarın etkileri ile oluşmasını sağlamak için başlangıç sıcaklık alanı, düşük seviyelerde soğuk hava ve yukarda sıcak hava olacak şekilde (termik olarak kararlı bir atmosfer) seçilmiştir. Bununla beraber, modelde radyasyon modülünün etkisini, ve hem buoyancy hem de advektif terimlerinin etkilerini göstermek için başlangıç sıcaklık alanına suni bir pertürbasyon verilmiştir. Pertürbasyon değerleri yerde 1°C ve modelin üstünde O °C olacak şekilde yükseklikle doğrusal bir değişim alınmıştır. Model sonuçlarına göre pertürbasyon sıcaklık değerlerinin büyüklüğünde önemli değişiklik görülmemektedir. Pertürbasyon sıcaklık alanının başlangıçta sıcaklık alanına eklenerek elde edilen gerçek sıcaklık değerleri incelendiğinde de, sıcaklık .alanında da önemli değişiklikler olmadığı, fakat sadece adveksiyondan dolayı sıcaklık alanının akım yönünde hareket ettiği görülmektedir. Elde edilen bu sonuçlara göre model global anlamda gerçekçi sonuçlar vermektedir. Model sonuçlarının hassasiyeti, modele rasyon modülünün ve sınır tabaka parametreleştirmelerinin katılmasıyla arttırılabilir. Ayrıca modelde kullanılan kabuller değiştirilerek ve yeni formülasyonlar ekleyerek aşağıda verilen çalışmalara genişletilebilir:. Model sığ konveksiyon sisteminden derin konveksiyon sistemine göre tekrar düzenlenerek, yukarı atmosferdeki gravite-dalgalarının modellenmesi için kullanılabilir.. Taşınım ve konsantrasyon denklemleri katılarak, kirleticilerin atmosferde dağılımı ve taşımını modellenebilir.. Radyasyon modülü, ısı ve su buharının korunumu denklemleri eklenerek topografik etkilerden dolayı bulut ve sis oluşumu modellenebilir.. Radyasyon modülü, ısı ve su buharının korunumu denklemleri eklenerek dağlık bölgelerde göllerin etkileri ve kara-deniz etkileşimi ve meltemler modellenebilir.. Model, ayrıca Schwarz-ChristorTel ile elde edilecek iki boyutlu grid ağlarının y-ekseni yönünde sıralanması ve sonra bunların ortogonal olmayan araziyi-izleyen kordinat dönüşümü ile birleştirilmesi sonucunda 3- boyuta genişletilebilir.
-
ÖgeHydrometeorological Aspects And Water Resouces Management In The Northern Part Of Libya(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997) Eljadid, Ali Geath Mahmoud ; Şen, Zekai ; 68871 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringSu, insanlık tarihinin başlangıcından beri medeniyet ve kültürlerin yeşererek gelişmesi için çok elzem bir madde olarak önemim hiçbir zaman kaybetmemiş ve özellikle son yıllarda önceden görülmemiş bir şekilde dünya gündemine gelmiştir. Dünyanın kurak bölgelerinde su sorunu kendisini artan bir önemde ortaya koymaktadır. Su kaynaklarının optimum bir şekilde kullanılması ve ülke hizmetine sunulması için atmosferden yeryüzüne düşen yağışların bilimsel bir çerçeve içinde incelenerek yüzey ve yeraltı su kaynaklarının kullanılmasını sağlayacak su yapılarının plan, proje, inşaa ve işletilmelerine yarayacak ön bilgilerin verilmesi gereklidir. Libya konum olarak Afrika kıtasının kuzeyinde bulunmaktadır. Ülkenin kuzeyinde Akdeniz, doğusunda Mısır, güney batısında Sudan, güneyinde Nijer ve Çad batısında ise Tunus ve Cezayir bulunmaktadır. Libya yüzey alam Türkiye ve Mısır'ın iki katı kadar olup yaklaşık olarak 1 775 500 km2' lik bir alam kaplamaktadır. Tripoli ticaret merkezi, Sirt şehri ise ülkenin politik başşehridir. Libya 1951 yılında bağımsızlığım kazanmış ve bunu takip eden yıllarda sürekli olarak gelişme göstermiştir. Bu süre içinde Libya'nın nüfusu sürekli olarak artmıştır. Bunun sonunda da Libya'da kullanım suyu, endüstri, tarım gayeleri ile suya olan talep gittikçe artmıştır. Ancak şimdiye kadar Libya su meseleleri bilimsel olarak ayrıntılı bir biçimde incelenmemiş ve daha ziyade değişik özel şirketlerin yaptıkları araştırma raporlarında Libya su potansiyeli hakkında bazı yöreler için raporlar hazırlanmıştır. Bilindiği gibi Libya Afrika kıtasının kuzeyinde oldukça kurak bir kuşak içinde bulunmaktadır. Akdeniz ile olan sahil şeridi 1900 km uzunluğundadır. Ülkenin yüksekliği 200 ile 600 metre arasında değişmektedir. Kuzey batı yöresinde Nafusa dağlık yöresi ile kuzeyde Al- Jabal Al-Akdar dağ silsilesi yer almaktadır. Güney taraflarında ise yükseklikleri 803 metreye varan Sauda dağı ile 1200 metreye ulaşan Haruj dağlan mevcuttur. Kuzeyde bulunan Gafara bölgesi Libya'da en iyi iklim şartlarına sahip su kaynaklan oldukça fazla ve zemin yapısı ise ziraate elverişli kısımlardır. Bu çalışmada diğer bölümlere yarayacak şekilde herşeyden önce Libya iklimi üzerine yapılan çalışmalardan da yararlanılarak iklim hakkında genel ve yerel bilgiler sunulmuştur. Kuzey Afrika ülkelerinden Libya, Tunus, Cezayir ve Fas'ta bölgesel ve yerel iklim şartlan bu ülkelerin ekonomi, sosyal hayat ve ticaret çalışmalarına tesir eder. Libya' nın iklimi kuzeyde Akdeniz tipindeki kışlar oldukça yumuşak, yazlar ise aşın sıcak ve kuru, yüksek nemli ve kış aylarında oldukça yağışlıdır. İç taraflara gidildikçe ise oldukça soğuk kışlar, çok sıcak yazlar ve aşın kuraklıklar hüküm sürmeye başlar. Genel olarak deniz sahillerinden içerilere doğru gittikçe nüfus azalması ve hayat şartlarında zorluklar başlar. Libya'da birbirinden farklı sayılabilecek beş çeşit iklim bölgesi vardır. Bunlardan ilki XIX subtropikal Akdeniz bölgesi olup daha ziyade kıyı sahillerinde hakimiyetini gösterir ve güneyde Al-Jabal Al-Akhdar dağlan ile sınırlanmıştır. Orta-Akdeniz bölgesi olarak isimlendirilen ikinci bölge ise batıda dar bir kıyı şeridi şeklinde olup doğuya doğru tüm Gafara düzlüğünü ihtiva edecek şekilde genişleyerek artar. Bu bölgenin doğusunda Nafusa dağlan bulunur. Aynı iklim bölgesi Bingazi ile Derne şehirleri arasında da kendisini gösterir. Step bölgesi olarak isimlendirilen üçüncü bölge Nafusa ve Al-Jabal Al-Akhdar dağlarının güney yamaçlarından başlayarak Mısır'ın doğu sınırlanna kadar Ajdabiya mıntıkasını kapsayacak şekilde uzanır. Çöl bölgesi olan dördüncü kısımda ise Libya'nın güney ve güneybatı kısımlan bulunur. Son bölge ise Ghat ve Tibesti dağlık bölgesini içine alan kısımdır. Çalışma alam topogafya bakımından bibirinden farklı üç kısımda incelenmiştir. Bunlann hepsinin Akdenize sahili vardır ve ilki kuzey batıda Zwara ile doğuda Misrata arsındaki 370 km'lik bölgeyi kaplar. Bu bölgede ziraate elverişli ve 1 1 100 km2 sahayı kaplayan Gafara vadisi mevcuttur ve içerilere doğru Nafusa dağı eteklerine kadar uzar ve bu dağlann yükseklikleri 600 m ile 900 m arasında değişir. İkinci kısım ise Sirt halicini içine alan orta bölge olup Misrata ile batıda Bingazi arasında uzanır. Bu bölge ülkenin kuzey doğusu ile kuzey batısı arasım 630 km boyunca keser. Üçüncü bölge olarak ta kuzeydoğu sahil kısımlandır ki Bingazi'den Al-Jabal Al-Akhdar dağlarına kadar uzanarak güneye doğru çölleşir. Genel olarak Libya kurak bir ülkedir ve sınırlan içinde devamlı akan yüzey sulan bulunmaz. Sayısız denecek kadar çok olan vadilerden ise yalnızca kış aylarında ani taşkınlar sonucunda yüzey sulanna kısa sürede olsa rastlanılır. Ancak bu sular kısa zamanda çekilerek yeraltı suyuna katkıda bulunurlar. Bölgenin kuraklığı ve yeterli miktarlarda su kaynağının olmaması sebebi ile vadi tabanlanndaki alüviyonlara sızan serbest yüzeyli yeraltı sulan yerel su ihtiyaçlarını bir ölçüye kadar karşılar. Bazı yerlerde bu yüzey sulannı toplayarak vadi tabanlanndaki akiferleri beslemek ve aniden oluşan taşkınların can ve mal kayıplanna sebeb olmamalan için küçük barajlar inşaa edilmiştir. Ancak Libya'da son yıllarda görülen bir taraftan nüfus artışı diğer taraftanda hayat standartlarında görülen sürekli iyileşme sonucunda suya olan talep durmadan artmaktadır. Ülkenin gelecekte bu talebi karşılamak için yapacağı su kaynaklan planlamasında meteorolojik verilerinin işlenmesinin öncelikli olduğu göz önünde tutulursa ve şimdiye kadar da bu konuda elle tutulur çalışmanın ülke için yapılmadığı da düşünülürse, bu tezin konusu olan meteorolojik değişkenlerin su kaynaklan için işlenmiş hale dönüştürülmesinin ne kadar önemli olduğu anlaşılır. Yağışlar vadilerdeki yüzeysel akışların kaynağı olarak bu tezde ayrıntılı ve Libya özelliklerine bağlı olarak kurak ve sulak devreler şeklinde incelenerek çalışma bölgesi için haritalan çıkartılmıştır. Genel olarak Libya hidroloji ve meteoroloji verilerinin incelenmesi ile su kaynaklarının hidromemeorolojik değerlendirilmesi yapılmıştır. Verilerde gerek zamansal gerekse alansal olarak görülen yetersizlikler ülkenin kuzeyi için giderilerek bu bölgelerde tam anlamı ile istenilen herhangi bir noktadaki yağış karakteristikleri bulunabilir hale getirilmiştir. Tezde basit su bütçesi yönteminin uygulanması ile Libya su kaynaklannı değerlendirme çalışmalan sunulmuştur. Tezin ikinci bölümünde alansal yağış miktarlannı gösteren haritalar çıkartılarak bunlann yerel iklim, topografya ve hidrolojik karakteristiklere göre yorumlan ve geleceğe yönelik planlamalan izah edilmiştir. Yapılan değerlendirmeler sonucunda çalışma alanının yağışlı kış aylarının dünyanın birçok bölgesinde görülmeyen tipte sıcaklığa sahip olduğu görülmüştür. Bu bölgede görülen kış yağışlanmn kuzeyde XX Akdeniz batıda ise Atlantik okyanusu üzerinde nemlenerek gelen siklonların sonucunda cephesel yağışlar olarak ortaya çıktığı anlaşılmıştır. Bu hava kütleleri aynı zamanda yukarı troposferdeki sığ dalga hareketlerinin de katkısı ile daha da şiddetli yağışların ortaya çıkmasına neden olur. Siklonlar genel olarak step alanları üzerinde sıcak ve nemli hava kütleleri ile kararlı hale gelirler. Böylece siklonlar sonucunda oluşan cephesel yağışların ilki ve şiddetli olanı kış ikincisi ise çalışma alam üzerinde ilkbahar aylarında ortaya çıkar. İlkbahar aylarında orijin olarak tamamen farklı ve yöresel olarak 'hamsin' tipi denilen Sahara çölünün kuzeyinde şekillenerek Libya ve Mısır üzerinden doğuya doğru hareket eden siklonlara rastlanılır. Tez çalışmaları esnasında güvenilir şekle sokulan ve 29 adet meteoroloji istasyonundan elde edilen verilerden çıkarılan bilgilere göre kuzey Libya'da yağışlı süre aniden Haziran ayında kesilmektedir. Bunun nedeninin subtropikal yüksek basmç hücrelerinin ortaya çıkmasına bağlanmıştır. Dağlık alanlarda ise nemli hava kütlelerinin yükselmesi sonucunda yağışlar görülür. Ayrıca ilk bahar aylarında sıcaklık farkından dolayı (konvektif) yağışlar ortaya çıkar. Genel olarak kuzey Afrika'da yıllık yağışlar subtropikal atmosfer dolaşımları sonucunda oldukça değişkendir. Atlantik depresyonunun sonbahar mevsiminin başlarında Akdeniz içlerine doğru hareket etmesi ile kurak olan yaz aylarından sonra yılın ilk yağışları düşer. Böylece tezde incelenen yağışların en etkin oldukları ve belkide Libya için sulak süre denilebilecek yılın zaman dilimi Ekim ayında başlayarak Mayıs ayma kadar devam eder. Çalışma alanında yağışlar genel olarak topografyanın etkisi altodadır. Yıllık yağış dağılımım gösteren harita kuzey Libya yağış paterninin birbirinden farklı birkaç bölgeye ayrıldığını gösterir. Bu bölgelerin herbiri genel olarak Libya'nın Akdeniz sahillerine paralel olarak kendisini gösterir. Akdeniz sahillerinden güneye doğru inildikçe yağışsız olan Sahara bölgesine doğru ulaşılır ancak yerel topografyanın etkisi ile güney batıda Mısır sınırı yakınlarında oldukça yağışlı bölge vardır. Yıllık yağış miktarları sahillerde 300 mm'den güneyde 10 mm'ye kadar düşer. Genel olarak ülkede yıllık yağışın 100 mm'den fazla olduğu bölgeler tüm ülke alanının ancak %5'ini kapsar. En fazla yağışlar Aralık ayında ikinci olarak da Ocak ayında kayıt edilmiştir. Ekim-Mayış aylan arasında toplam yağışın %95'i düşer. Yağışlar Libya tarım ve ekonomisi için yeterli su kaynağı teşkil etmezler. Ancak az da olsa bu yağışların yeraltı akiferlerini doğal olarak beslemeleri ile kurak zamanlarda kuyular vasıtası ile su talebinin bir kısmı karşılanabilmektedir. Libya gibi kurak bölge ülkelerinde yeraltı akiferlerinin yağışlardan beslenmesi çok önemlidir. Tezin üçüncü kısmında çalışma alanının üzerine düşen alansal ortalama yağışın hesap edilmesi için literatürde kullanılan değişik hesap yöntemleri ayrı ayrı gözden geçirildikten sonra mevcut istasyonları birbirine bağlayan doğruların meydana getirdikleri üçgenler göz önünde tutularak hızlı bir şekilde alansal ortalama yağışı hesap etmeye yarayan bir yazılım programı geliştirilmiştir. Böylece bölge üzerine düşen yağış hacinılerinin bulunması mümkün olmuştur. Bu yöntemin esasmda sonlu farklar çözümlemesinde olduğu gibi sayısal çözümleme yöntemlerine benzer bir yaklaşım sözkonusudur. Üçgenleri teşkil eden doğrular saat ibresinin ters yönünde işaretlenirler. Bu üçgenlerin herbiri incelenen alanın birer alt alanları olarak düşünülür ve köşeleri de bir sistem dahilinde numaralanır. Gerekli olan matematiksel formülasyon üçüncü bölümde sunulmuştur. Böylece aylık ve yıllık yağış hacimleri hesaplanarak gerekli grafikler ve çizelgeler şeklinde sunulmuştur. Yapılan hesaplar en fazla yağışlı olan kış aymda yaklaşık olarak 274x10 m lük XXI hacim olduğunu göstermiştir. Sırası ile ilkbahar, yaz ve sonbahar mevsimlerindeki toplam yağış hacimleri 84x10 m, 2.6x10 m ve 72x10 m olarak bulunmuştur. Dördüncü bölümde Libya için yağış serilerindeki şimdiye kadar hiç çalışılmamış olan kurak ve sulak devrelerin eldeki verilerden tesbit edilmesi incelemeleri ayrıntılı olarak sergilenmiştir. Bu devreler hesap edilirken aylık ortalama yağış verileri kullanılmıştır. Libya' nın kuzeyindeki çalışma alanı için gerekli olan kuraklık ve sulaklık haritaları geliştirilmiştir. Kurak bölgeler için bu devrelerin önemleri vurgulanarak sulak zamanlarda yeraltı suyuna beslenme şeklinde yüzey sularının sızması, kurak zamanlarda ise yeraltı suyu bakımından zengin olan komşu bölgelerden su taşınmasının faydalı olacağı belirtilmiştir. Kurak ve sulak devrelerin istatistik incelenmelerinden sonra bunların bölgesel dağılım ve özellikleri hakkında yorumlar sunulmuştur. Önce aritmetik ortalama, bundan aşağı ve yukarı birer ve ikişer standart sapma olmak üzere tam beş değişik kesim seviyelerinde kurak ve sulak devrelerin tüm istatistiksel özellikleri ortaya çıkarılmıştır. Bu değişik kesim seviyelerinde hesaplanan ortalama değerlerin mevcut istasyonlardaki değerleri esas alınarak çalışma alam için geçerli haritalar hazırlanmıştır. Bu haritaların incelenmesi ile kuzey Libya'da olabilecek su kaynakları çalışmaları için yararlı yorumlar getirilmiştir. Bu haritalardan ziraata elverişli alanlar, yeraltısuyuna olabilecek beslenmelerin alanları ve su bakımından en zayıf alanlar ortaya çıkarılmıştır. Kurak ve sulak sürelerin aritmetik ortalama ve standard sapma değerlerinin aylık olarak değişimleri incelenmiş ve genel olarak aritmetik ortalamaya oldukça paralel giden standart sapma gidişleri gözlenmiştir. Böylece genel olarak büyük aritmetik ortalamalara büyük standard sapmalar karşı gelmektedir. Bunun anlamı ise kurak ve sulak sürelerin aylık belirsizliklerinin de oldukça büyük olmasıdır. Genel olarak aşağıdaki sonuçlan çıkarmak mümkündür: (a) Sulak aylamı kış mevsimindeki sayılan en fazla olup bunu ilkbahar ve sonbahar mevsimleri takip eder. Kurak ve sulak devrelerin sayılan güneye doğru gittikçe azalır. (b) Yaz aylarının hiçbirinde sulak devrelere rastlanmamıştır, bunun sebebi olarak bölgeden sinoptik sistemlerin geçişi gösterilebilir. (c) Aylık olarak değişen kurak ve sulak sürelerin sayılarının değişimi sonucunda yıllık yağışlı ve yağışsız ayların sayılan güneye doğru azalır. (d) Tüm çalışma alanında yağışlı ayların ortaya çıkması ihtimali yağışsız ayların ortaya çıkması ihtimalinden daha küçüktür. (e) Akdeniz boyunca olan sahil istasyonlarında uzun aylar boyunca kesiksiz yağışlı sürelerin kış aylarında ortaya çıkması ihtimali fazladır. Bunu İlkbahar ve sonbahar aylan takip eder. (f) Yaz mevsimi boyunca Sahara Miminin etkisi sonucunda yağışlı ayların sayısı çok azdır. Ancak, Akdeniz sahillerine yaklaştıkça bu çöl ikliminin etkisi gittikçe azalır. (g) Göz önünde tutulan istasyonların çoğu için kısa süreli kurak veya sulak sürelerin bağıl ortaya çıkışı uzun süreli devrelerden daha fazladır. (h) Genel olarak kurak süreler her istasyonda sulak sürelerden her kesim seviyesinde daha fazladır, (i) Uzun süreli sulak devreler sahil kesimlerinde iç kesimlere nazaran daha fazladır, (j) Sulak devrelerin süreleri ve dağılımları sonucunda sahil şeridinde kış aylarında kısa süreli taşkınlara rastlanır. İşte yeraltısuyu beslenmesinin en fazla olduğu zaman bu yerlerdedir. XX11 (k) Sulak ve kurak devrelerin miktarları arasında fazlaca farklar, vardır, bunun anlamı ise iklimsel olarak mevcut olan su çalışma alanındaki su talebinin tümünü karşılamaya yetmeyeceğidir. (1) Kurak ve sulak devrelerin ortaya çıkışları nemlilik ve taran faaliyetleri ile birleştirildiğinde yetiştirilecek bitki hakkında gerekli temel bilgilere sahip olunur. Çalışma alam için kurak ve sulak devrelerin aritmetik ortalamaları, standard sapmaları ve en büyük ortaya çıkma sayılarının haritaları yapılmıştır. Bu haritalardan aşağıdaki önemli sonuçları çıkarmak mümkündür: (a) Kuzeybatı Bölgesi: Zwara, Srman, Al-Zawiya, Al-Azizeya ve Tripoli gibi bölgelerde bulunan istasyonlara! standart sapmaları aşağı yukarı aynı değerlere sahiptir. Standart sapmaların oldukça değişkenlik göstermesi kurak ve sulak ayların tahmin edilmelerinde fazlaca belirsizlik olduğunu gösterir. En büyük sulak devre uzunlukları kuzeye doğru artmaktadır. Derj, Sinawan, Jado ve Aborgren istasyonlarında en uzun kurak süreler görülmüştür. Dağlık bölgelerde ise kurak ve sulak devrelerin sürelerinde ani değişimler bulunmaktadır. (b) Kuzeydoğu Bölgesi: Bu bölgede sulak devrelerin süreleri birbirine oldukça yakındır. Bunun anlamı ise bu alandaki yağışların bölgesel dağılımında bir üniformluluğun bulunmasıdır. Ancak kurak devrelerin süreleri sulak devrelerden daha fazladır. Sulak devrelerin en fazla ve uzun süreli olarak görüldüğü yer Al-Jabal Al-Akhdar dağlık bölgesindedir. Bunun sebebi ise bu yerlerin doğrudan doğruya Akdeniz ikliminin tesiri altmda bulunmasıdır. Kurak devrelerin en uzun olduğu yer ise Slouq denen yerdir. Güneye doğru Akdeniz iklimi yerine Sahara iklimi tedricen yer aldığından kurak devrelerin süreleri de artar. Kurak ve sulak devrelerin en kısa süreleri bu bölgede birbirine oldukça eşittir. Birçok yerde en küçük devre süresi bir ay kadardır. Ancak topografik etkiler sonucunda Al-Marj mevkiinde durum böyle değildir. Bu bölgedeki kurak ve sulak devrelerin uzunlukları sırası ile ortalama olarak 2.72 ve 2.20 ay kadardır. Tezin beşinci kısmında yağışların dağılımları ile tahminlerinin yapılması için basit yaklaşımlar sunulmuştur. Önce 29 meteoroloji istasyonundaki aylık yağış verilerinin bağıl frekans dağılımları bulunmuş daha sonra bunlara en iyi uyan teorik dağılımın bütün istasyonlar için Gamma dağılımı olduğu Ki-kare testleri ile tesbit edilmiştir. Gama dağılımının her istasyon için ölçek ve şekil parametreleri ayrı ayrı hesap edilerek bunların bölgesel haritaları hazırlanmıştır. Böylece yağış kayıtlarının bulunmadığı yerlerin ölçek ve şekil parametrelerinin değerlerinin belirlenmesi sonucunda oradaki dağılımında Gamma dağılmama uygunluğu varsayımı ile ölçüm yapılmayan yerlerdeki yağış karakteristiklerini belirlemek ve ortalama yağış miktarlarım tahmin etmek mürnküri olmaktadır. Tezde ayrıntılı olarak sunulan bu dağılımlardan şu sonuçlan çıkarmak mümkündür: (a) Tüm frekans dağılımları en sık değer yani en büyük frekans değeri olarak düşük yağış miktarlarında ortaya çıkar. Genel olarak düşük miktarlı yağışlar az sıklıkta, büyük miktarlı yağışlar ise çok sıklıkta ortaya çıkar. (b) Çok nadir sıklıktaki yağışlar çok büyük şiddetlere sahiptirler. (c) Yağış frekans dağılımlarından bazılarında sürekli olarak sıfır yağış miktarları fazlaca ortaya çıkar. Her türlü yağış miktarının frekans değerlerinin sıfır olmaması durumunda o istasyonun oldukça yağışlı bir bölgede bulunduğu anlaşılır. xxnı Gamma yağış dağılımı varsayımı ile her istasyonda gelecekte ortaya çıkabilecek 10 mm, 25 mm, 50 mm ve 100 mm'lik yağışların mtimallerinin ne olacağı önceden kestirilebilmektedir. Yağış miktarları ile bunların ortaya çıkış ihtimalleri arasında ters bir ilişki vardır. Tezin altıncı bölümünde ise çalışma alanında ortaya çıkabilecek buharlaşma ve terleme miktarlarının tahminleri yapılmıştır. Önce bunların ortaya çıkış mekanizmalarının neler olduğu ve ne gibi meteorolojik parametrelere bağlı oldukları etraflıca açıklanmıştır. Elde mevcut olan istasyonlarda tesbit edilmiş aylık buharlaşma miktarlarından çalışma alam için aylık ve yıllık bölgesel haritalar çıkarılmıştır. Bunların incelenmesi sonucunda önemli olan şu noktalar gözlenmiştir: (a) Buharlaşma yine sahil kesimlerden iç taraflara doğru gidildikçe artmaktadır, bu ise artan sıcaklık azalan nemlilik ve esen rüzgarların taşıdıkları toz miktarmın güneye doğru artması ile olmaktadır. (b) En fazla buharlaşma ve terleme miktarları çalışma alanının güney batı kısmında gözlenmiştir. (c) En fazla aylık buharlaşmalar 370 mm ile Haziran' da en az ise 30 mm ile Ocak ayında olmaktadır. (d) Bölgesel buharlaşma haritalarında Sirt körfezi kaynaklı nemliliğin hemen her ayda tesirinin olduğu görülür. (e) Mevsimsel buharlaşma yüzdeleri arasında en fazla %40 ile sonbahar mevsimi %8 ile de en az olan kış mevsimi gelmektedir. Sonbahar ve ilkbahar mevsimlerinde ise sırası ile %22 ve %30 buharlaşmalar olur. Yıllık buharlaşma-terleme miktarı 2400 mm civarında olup buna mukabil yıllık ortalama yağış ise 350 mm ile kuzeybatı köşesinde 500 mm ile de kuzey doğu kısmında meydana gelir. Buharlaşmanın fazla olması sebebi ile yağışların büyük bir kısmı kayıp olarak yeraltısuyu beslenmesinin azalmasına sebep olur. Artan talebi karşılamak için daha fazla yeraltı suyunun pompalanması nedeniyle yeraltı suyu seviyelerinde aşın düşmeler meydana geleceği gibi deniz suyunun nüfuz etmesi ile mevcut yeraltısuyu kaynaklarının tuzlanması artar. Libya'nın buharlaşma miktarlarının oldukça az olduğu kuzey kısımlarında zaman zaman ortaya çıkan yüzeysel su akışlarım toplamak gayesi ile küçük barajlar yapılır. Böylece yeraltı suyu kaynaklarının beslenmelerinin artırılmasına ilave olarak ortaya çıkabilecek tehlikeli ani taşkınlarda bir dereceye kadar önlenmiş olur. Tezde ayrıca aylık buharlaşma kayıpları milyon m3 olarak hacim cinsinden hesaplanmıştır. En fazla buharlaşma-terleme kaybı ortalama olarak 0.68x1 03 m3 ile Temmuz aymda ortaya çıkar. Tezin yedinci bölümünde çalışma alanındaki sızma kayıpları ile yüzeysel su akışı miktarları verilmiştir. Önce genel olarak yüzeysel akışa tesir eden meteorolojik faktörler kısaca gözden geçirilmiş ve bunu takiben ise değişik kişiler tarafından yapılmış yüzeysel su akışı hacimleri yorumlanarak tez çalışması ile uyumlu hale dönüştürülmüştür. Libya Su İdaresi tarafından yapılan çalışmalara göre yaz aylarında hiç yüzeysel akış olmamasına karşılık sırası ile kış, ilkbahar ye sonbahar mevsimlerinde 169, 77 ve 11 milyon m3 yağışların ortaya çıktığı bulunmuştur. Bu tezdeki hesaplamalar sonunda ise kış, ilkbahar, yaz ve sonbahar mevsimlerindeki yüzeysel akış miktarlarının sırası ile yaklaşık olarak 110, 34, 1 ve 29 milyon m3 olduğu bulunmuştur. Daha önce yapılmış olan çalışmalardan yararlanarak Libya için akış katsayılarının neler olduğu bulunmuştur. Bu bölümde ayrıca çalışma alanında ortalama olarak her ay için ayrı ayrı yüzeysel akış miktarları hesaplanmıştır. Yüzeysel akış ile ilgili genel olarak aşağıdaki noktalar gözlenmiştir: XXIV (a) Yüzey şekilleri ve oldukça kurak iklim dolayısı ile yüzeysel suların büyük bir kısmı denize ulaşmadan vadilerde sızma ile yeraltı suyuna katılarak ve buharlaşarak yok olmaktadır. (b) Bazı bölgelerde yüzeysel akışlar diğerlerine göre daha fazlacadır. (c) En büyük yüzeysel akışlar Aralık aylarında en az olanı ise Temmuz ayında görülmektedir. Sekizinci bölümde tezin önceki bölümlerindeki bilgilerden de yararlanarak çalışma bölgesi için su kaynaklarının idaresi hakkında bilgiler sunulmuştur. Kurak bölgelerdeki su idaresi ile ilgili genel bilgilerden sonra su bütçesi denkleminin kullanılması için gerekli girdi (yağış) ve çıktı (buharlaşma-terleme, yüzeysel akış ve sızma) değişkelerinin sayısal değerleri verilmiştir. Bu bölümde ayrıca artan nüfus da göz önünde tutularak suya olan talep miktarları bulunmuştur. Böylece hali hazırda Libya su ihtiyacının %53'ünün yerleşme bölgeleri, %47' sinin ise kırsal kes imlerde olduğu hesaplanmıştır. Daha sonra da Libya'nın 2000 yılındaki su talebinin neler olacağı hesaplanmıştır. Tezin en son kısmında ise yapılan ayrıntılı çalışmadan elde edilen sonuçlar ve geleceğe yönelik teklifler sunulmuştur.
-
ÖgeAnkara'da Hava Kirliliği Episodları Esnasında Atmosferik Şartların Analizi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1999) Şahin, Mustafa ; İncecik, Selahattin ; 100674 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringHava kalitesine yönelik sınıflandırmalar içerisinde episodlar önemli parametrelerdir. Şehirsel hava kirliliği olaylarının incelenmesinde, episod olayları ve bunların meydana gelmesine zemin hazırlayan atmosferik dispersif şartlarının belirlenmesi gerekir. Bu çalışmada, Ankara'da 1989-1994 yıllan kış aylarında (Ekim-Mart) ölçülen SO2 ve partikül madde (PM)'nin ortalama değerlerinden episod günleri tespit edilerek, bunların yerel meteorolojik parametreler ve sinoptik ölçekli olaylar arasındaki bağıntıları analiz edilmiştir. Aşağı atmosferin düşey yapısı hakkında bilgi edinebilmek için Ankara'nın yerel meteorolojik parametreleri ve radyosondaj gözlemlerinin yam sıra özellikle vortisiti ve termal rüzgar hesaplamasında kullanılmak üzere Türkiye'deki yedi adet radyosonde istasyonundan yapılan sondaj verileri gözönüne alınmıştır. Bu veriler şunlardır. a) Yer, 850 hPa, 700 hPa ve 500 hPa seviyelerindeki günlük sıcaklık, basınç, bağıl nem, jeopotansiyel yükseklik ve rüzgar yön ve hız değerleri, b) 0000 GMT ve 1200 GMT'de meydana gelmiş olan yüzey enverziyonlar ve bunların taban ve tavan yükseklikleri, kalınlıkları ve taban-tavan sıcaklık farkları, c) Sinoptik yer haritaları (0000 GMT), d) Ortalama sıcaklık değerleri (günlük, aylık ve yıllık), Bu çalışmada, hava kalitesi episodlan için şu kriter belirlenmiştir: SO2 veya PMMen birinin 24 saatlik periyotta en az iki ölçme istasyonunda ve en az iki gün süren bir olayda dış hava kalite sınırlarını aşmasıdır. Bu kriter çerçevesinde, 1989-1994 periyodunda S02> 250 ug/m3 için 2-21 gün süren toplam 42 adet (toplam 243 gün), SO2 > 400 ug/m3 için 2-10 gün süren toplam 26 adet (toplam 92 gün), PM> 200 ug/m3 için 2-llgün süren toplam 40 adet (toplam 135 gün) ve PM> 300 ug/m3 için 2-5gün süren toplam 9 adet (toplam 27 gün) hava kirliliği episodunun meydana geldiği tespit edilmiştir. Episodlar süre olarak en fazla Ocak aylarında, en az ise Ekim aylarında meydana gelmiştir. Bir akışkan içerisindeki dönüşün mikroskobik ölçüsü olan vortisiti, hızın rotasyoneli olarak tanımlanan vektör alanıdır. Büyük ölçekli dinamik meteorolojide genel olarak sırasıyla rj ve C, ile gösterilen mutlak ve bağıl vortisitinin sadece düşey bileşenleri ile ilgilenilir. Geniş pozitif (negatif) bölgelerde bağıl vortisiti(Q, kuzey yarımkürede siklonik fırtınalarla işbirliği içerisinde gelişme eğilimi göstermektedir. Bundan dolayı bağıl vortisitinin dağılımı hava analizi için iyi bir diagnostik araçtır. Mutlak ve bağıl vortisiti arasındaki fark, rotasyonu için dünyaya bağımlı olan vortisitinin yerel düşey bileşeni olan planeter vortisitidir: k.VxUe = 2Qsin<|> = /. Böylece mutlak vortisiti r|=Ç+/, bağıl vortisiti C ile ya da kartezyen koordinatlarda; il = dv/dK-du/dy+f, Ç = dv/dx-du/dy (1) şeklinde ifade edilmektedir. Hava parseli kendi etrafında saat yönünde (Ç < 0) dönüyorsa buna antisiklonik (-) vortisiti, kendi etrafında saat yönünün tersine (Ç > 0) dönüyorsa buna siklonik (+) vortisiti denir. Bağıl vortisitiyi (Q hesaplamak için yukarıda belirtilen denklem kullanılmıştır. 7 adet radyosonde istasyonlarım içine alacak şekilde Türkiye 2 derece (1 derece=l 1 1 km.) aralıkla 32 (8x4) grid noktasına ayrılmıştır. Radyosonde istasyonlarına ait rüzgar hız ve yön verileri kullanılarak SO2 konsantrasyonunda 250 ug/m3 ve 400 ug/m3'ü aşan episod günlerine ait 850 hPa (0000 GMT ve 1200 GMT), 700 hPa (0000 GMT) ve 500 hPa (0000 GMT) seviyelerindeki bağıl vortisiti hesaplanmıştır. Ayrıca, episod günlerindeki (SO2 > 400 ug/m3) değerler kullanılarak bağıl vortisitinin düşey dağılım profili çizilmiştir. S02 > 250 ug/m3 episod günlerinde 850 hPa (0000 GMT ve 1200 GMT), 700 hPa (0000 GMT) ve 500 hPa (0000 GMT) seviyelerindeki toplam vortisiti değerlerinin %69.08'i negatifdir. En fazla negatif değerlerin %75.44 ile 850 hPa (1200 GMT) seviyesinde bulunmuştur. SO2 > 400 ug/m3 episod günlerinde ise 850 hPa (0000 GMT ve 1200 GMT), 700 hPa (0000 GMT) ve 500 hPa (0000 GMT) seviyelerindeki toplam vortisiti değerlerinin %74.02'si negatifdir. En fazla negatif değerlerin %82.76 ile 850 hPa (1200 GMT) seviyesinde bulunmuştur. SO2 > 400 ug/m3 episod günlerindeki toplam vortisiti değerlerin negatif olma yüzdesinin (%74.02), SO2 > 250 ug/m3 episod günlerindeki toplam vortisiti değerlerinin negatif olma yüzdesinden (%69.08) büyük olduğu görülmüştür. Bu ise vortisitinin negatif olma durumu ile yüksek kirletici değerler arasında doğru bir orantının olduğunu göstermektedir. Episodlann birinci günündeki vortisiti değerinin en fazla negatif olma durumu %79.17 ile 850 hPa seviyesinde olduğu tespit edilmiştir. Burada, 850 hPa seviyesinin vortisiti için önemli olduğu görülmektedir. Termal rüzgar, iki basınç seviyesi arasındaki jeostrofik rüzgar kaymasıdır. Termal rüzgar gözlenen rüzgar ve sıcaklık alanlarının analizini kontrol etmek için kullanılan faydalı bir araçtır. Ayrıca, termal rüzgar bir tabakadaki ortalama yatay sıcaklık adveksiyonunu tahmin etmek için de kullanılmaktadır. İki basınç seviyesindeki jeopotansiyel yükseklik farkı gözönünde bulundurularak termal rüzgar denklemi; UT=l/Pd(<|>ı-<|>o)/dy, vı=l/f*ö(<|>ı-(t>o)/5x, Wt=Vut2+vt2' (2) şeklinde ifade edilmektedir. Türkiye'deki 5 adet radyosonde istasyonundan alman 850 hPa (0000 GMT) ve 700 hPa (0000 GMT) basınç seviyelerindeki jeopotansiyel yükseklik verileri kullanılarak SO2 > 400 ug/m3 episod günlerine ait termal rüzgar değerleri hesaplanmıştır. Termal rüzgar değerlerinin l(bir)'den küçük ve ortalama değerinin 0.313 olduğu tespit edilmiştir. Bu değerlerin %47.2'sinin 0.05-0.25 aralığında yer alması episod günlerinde 850 hPa ile 700 hPa seviye arasında yatay sıcaklık gradyanının da küçük xı olduğunu göstermektedir. Bu durum episod günleri için çizilmiş olan düşey sıcaklık profillerinde de görülmektedir. Şehir alanlarındaki hava kirliliği episodlannın oluşumu yüksek basınç sisteminin varlığı veya yukarıdaki sıcak sut özelliğinin sıkça sebep olduğu yüzeydeki zayıf basınç gradyanlannm varlığıyla oluşmaktadır. Sübjektif yöntemle sinoptik yer kartlarından (0000 GMT) episod günlerindeki (S02 > 250 ug/m3 ve 400 ug/m3) yatay basınç gradyanlan tesbit edilmiştir. Bu basınç gradyanlan; çok zayıf (< 5 mb/1 100 km), zayıf ( 5 mb/550-1100 km), kuvvetli (5 mb/100-550 km) ve çok kuvvetli (>5 mb/0-100 km) şeklinde sınıflandırılmıştır. Burada, "zayıf ve "kuvvetli" basınç gradyanlanndaki kirletici konsantrasyon değerlerinin "çok zayıf ve "çok kuvvetli" basınç gradyanlanndaki kirletici konsantrasyon değerlerinden büyük olduğu belirlenmiştir. Bu durum, episod günlerinde atmosferin genelde sakin olduğunu, hareketli ortamın olmadığım göstermektedir. Atmosferin düşey yapısı içinde atmosferin sımr tabaka yüksekliğini tanımlayan 850 hPa seviye sıcaklığı önemli bir parametredir. 850 hPa seviyesindeki daha sıcak hava kütleleri daha dengeli atmosferi beraberinde getirir. Episod günlerinin 850 hPa seviyesindeki (0000 GMT) sıcaklık değerleri analiz edilmiştir. Episodlann birinci gününe kadar sıcaklığın azaldığı ve episodun birinci gününden itibaren sıcaklığın arttığı belirlenmiştir. Burada, episodlann belirlenmesinde bu seviye sıcaklığının önemli olduğu görülmüştür. Atmosferde rüzgann yükseklikle saat ibreleri yönünde (antisiklonik) değişmesi sıcak adveksiyonun olduğunu gösterdiği bilinmektedir. Yer, 850 hPa, 700 hPa, ve 500 hPa (0000 GMT) seviyelerindeki sıcaklık değerleri kullanılarak episod günlerindeki (SO2 ^ 400 ug/m3) düşey sıcaklık dağılım profili çizilmiştir. Bu profillerde, episod günlerindeki adveksiyonlar analiz edilmiştir. Toplam 88 episod gününün 66 gününde (%75) ve 24 adet episodun 18'nin birinci gününde (%75) rüzgann yükseklikle antisiklonik olarak değiştiği ve aynca 24 adet episodun 22'sindeki (%92) en yüksek SO2 konsantrasyonunun rüzgann yükseklikle antisiklonik olarak değiştiği günlerde meydana geldiği görülmüştür. Burada düşey sıcaklık dağılımının analizler için önemli olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak, negatif bağıl vortisiti ile yüksek hava kirliliği seviyeleri arasında bağıntı olduğu belirlenmiştir. Özellikle hava kirliliği analizlerinde bağıl vortisitinin önemli bir faktör olduğu tespit edilmiştir.
-
Ögeİstanbul'da Asit Yağışları, Kaynakları Ve Etkileri(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2000) Toros, Hüseyin ; Şen, Orhan ; 100835 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringBu çalışmada, İstanbul yağışlarının iyon derişimlerinin zaman ve yöne bağlı olarak değişimlerinin araştırılması amacıyla şehir içi ve orman alanında kurulan iki istasyondan alınan yağış örnekleri incelenmiştir. Araştırmada Ekim' 1997-Temmuz 1998 tarihleri arasında İTÜ Maslak Kampusu ve İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Araştırma Ormanı (Bahçeköy) sahasında alınan yağış örnekleri kullanılmıştır. Yağış örnekleri özel olarak tasarlanmış sistem ile yağışın başlamasından itibaren süre kontrollü alınmıştır. Bu sisteme göre ilk on dakikadaki yağış 1. kapta, 10.-20. dakika arasındaki 2. kapta, 20.- 30. dakika arasındaki 3. kapta, 30.-40. dakika arasındaki 4. kapta, 40.-50. dakika arasındaki 5. kapta, 50. dakikadan sonraki yağan yağış 6. kapta toplanmıştır. Yağışın pH ve iletkenlik değerleri örnek alımından hemen sonra ölçülmüştür. Yağış örneklerinin iyon derişim analizleri ODTÜ Çevre Mühendisliği laboratuarlarında yapılmıştır. Burada SO42", N03" ve Cl" Varian Model 2010 iyon kromotografi, Na+, K+, Ca2+ atomik emisyon, Mg2+ atomik absorbsiyon spektrometre ve NFL}+ spektrofotometre cihazı ile analiz edilmiştir. Yağışı oluşturan atmosferik sistemlerin geliş yönlerinin belirlenmesinde sinoptik haritalardan (yer kartı, 850 mb, 700 mb ve 500 mb seviye haritaları), radyozonde ve eşzamanlı uydu resimlerinden faydalanılmıştır. Ayrıca zamansal düşey kesit analizi yapılarak geri yörünge yöntemine üçüncü boyut katılmıştır. Böylelikle geri yörünge tespitinde yağışlı kütlenin seviyesindeki farklılıklardan doğacak hatalar ortadan kaldırılmıştır. Yörünge analizinde yağışlar geliş yönlerine göre 45°'lik açılar halinde 8 farklı yönde gruplandmlmıştır. Yağışın iyon derişimleri, sürelere ve yönlere göre ayrı ayn değerlendirilmiştir. Veriler Weibull, log-normal veya üstel dağılımlar göstermektedir. İncelenen süre içerisinde 89 farklı günde meydana gelen yağışlardan % 31 'i batı-güneybatı, % 24'ü kuzey-kuzeybatı, % 19'u kuzey-kuzeydoğu, % 16'sı batı-kuzeybatı, % 9'u güney-güneybatı ve % l'i ise güney-güneydoğu yönünden gelmiştir. pH'ı düşük yani asidikliği yüksek yağışlar ise batı-kuzeybatı, batı- güneybatı ve güney-güneybatı yönlerinden gelmiştir, iletkenliğinin büyük olduğu değerler güney-güneybatı, batı-güneybatı ve kuzey-kuzeybatı yönünden gelen yağışlarda elde edilmiştir. SO42", NO3", Cl", Mg2+ ve K+ iyonlarının derişimleri güney-güneybatı yönünden, Ca2+ iyonu batı-kuzeybatı, kuzey-kuzeybatı ve güney- güneybatı yönlerinden, Na+ iyonu güney-güneybatı ve batı-güneybatı yönlerinden, N£L}+ iyonu ise batı-güneybatı ve batı-kuzeybatı yönlerinden gelen yağışlarda yüksek çıkmıştır. Yağış içindeki iyon derişimlerinin azalması yaklaşık ilk 10 dakikalık süreden sonra meydana geldiği görülmüştür., İstanbul yağışları, literatür değerleri ile karşılaştırıldığında dünyanın değişik yerlerindeki ölçüm sonuçlarına göre yüksek oranda anyon ve katyon içermektedir. Bu karşılaştırmada İstanbul yağışlarında SO42", NO3' iyonu derişimleri yüksek olmasına rağmen nötralleşmeden dolayı yağışın asitliliği düşük çıkmıştır. Türkiye'de ilk defa özel olarak tasarlanmış bir sistem ile elde edilen veri analizi sonuçlan, yapılacak çalışmalar ve planlamalar açısından veri tabam oluşturacak ve bundan sonraki çalışmalara yeni ufuklar açacaktır.
-
ÖgeTrakya Bölgesi’nin Tarımsal Meteorolojik Özelliklerinin Belirlenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009-11-05) Çaldağ, Barış ; Şaylan, Levent ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringBu çalışmada Trakya’da yetiştirilen tarla bitkileri (buğday, çeltik ve ayçiçeği) ile orman alanlarının (kızılçam, meşe ve kayın) kuraklık durumu 1975-2005 yılları arasını kapsayacak biçimde ve bitkilerin gelişme dönemleri boyunca normalin yüzdesi, standart yağış ve z indeksleri hesaplanarak yorumlanmıştır. Bölge için, sürekliliği az ve hafif şiddetli kurak dönemlerin ağırlıkta olduğu saptanmıştır. 1995-2002 yılları arası için temin edilen uydu verisi ile tarım ve orman alanlarındaki bitki yüzeyi yansıtma değişimleri de incelenmiş olup, söz konusu değişimlerin büyüme derece gün ve kuraklık indeksleri arasındaki ilişkisi de ayrıca araştırılmıştır. Meteorolojik faktörlerin Trakya Bölgesi’nde buğday ve çeltik gelişimine ve verimine olası etkileri de bitki iklim modelleri kullanılarak analiz edilmiştir. Öncelikle modellerin sıcaklık, yağış, toplam güneş radyasyonu ve CO2’deki değişimlere karşı hassasiyeti, CERES-Wheat ve CERES-Rice modelleri kullanılarak ortaya konmuştur. Bu adımı, bölgesel iklim modeli sonuçlarına dayanarak 2071-2100 arası dönemin iklim değişimi senaryolarına göre, bitkilerin tahmin edilen bu değişimlerden etkilenme derecesinin incelenmesi izlemiştir. Gelişme dönemleri boyunca en yüksek ortalama NDVI değerlerinin 0.45 (buğday) ve 0.50 (çeltik) ile bitkilerin çiçeklenme döneminde kaydedildiği anlaşılmıştır. NDVI ile BDG arasında doğrusal olmayan, yüksek korelasyonlar belirlenmiştir. Kırklareli’nde ve Edirne’de kışlık buğday veriminin sırasıyla ortalama %9, ve %30 artış göstereceği, Tekirdağ’da ise %13 oranında azalacağı belirlenmiştir. Edirne’de çeltik veriminin de yaklaşık %53 azalacağı öngörülmüştür.
-
ÖgeAvrupa Orta Enlemlerinde Ozonun Lamine Yapısı Üzerindeki Dinamik Etkilerin Araştırılması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-07-13) Kahya, Ceyhan ; Incecık, Selahattin ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringStratosferik ozon ve iklim arasında oldukça karmaşık etkileşimler bulunmaktadır. Stratosferik sıcaklık ve taşınımda meydana gelen değişimler stratosferik ozonun dağılımına ve konsantrasyonuna etki etmekte; iklim değişimleri stratosferik sirkülasyonu etkilemekte; stratosferik ozonda meydana gelen değişimler atmosferin radyatif bütçesini ve buna bağlı olarak da iklimini etkilemektedir. Kuzey yarıküre orta enlemleri ve Arktik bölgede ozon dinamik etkilere duyarlıdır. Kış sonu ilkbahar başında hem aşağı stratosferden düşey taşınım hem de yatay izentropik taşınım orta enlem aşağı stratosfer bölgelerinde ozon değişkenliği üzerine katkı yapmaktadır. Ozonsonde ile ölçülen ozon verileri ozon tabakası maksimum değeri altında düz bir profile sahip değildir. Özellikle kış mevsimi ya da ilkbaharda elde edilen ozon profillerinde ozon konsantrasyonunun bir sonucu olarak artan ya da azalan ince bir tabaka şeklinde gözlenen bu yapıya lamine ya da filament adı verilir. Lamine yapıyı etkileyen olası termik ve dinamik etkenlerin, seçilen bölge üzerinde etkili olan parametreleri ve bu parametrelerin etki şekillerinin ortaya çıkarılması hedeflenmektedir. Bu çalışmada Avrupa orta enlemlerinde bulunan sekiz ozonsonde istasyonundan alınan 1997-2008 dönemine ait ozon profillerinin pozitif ve negatif lamine yapıları ile troposferik ve stratosferik davranışları incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar bu bölgede hakim olan potansiyel vortisiti, salınımlar, solar döngü gibi dinamik etkiler yardımıyla incelenmiş izentropik analizleri yapılmış ve ozon profillerinin 2005-2008 arasındaki değişimleri ENVISAT’a ait SCIAMACHY uydusundan alınan aynı döneme ait ozon profilleriyle de karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar lamine yapının özellikle kış ve ilkbahar mevsiminde görüldüğünü ortaya koymaktadır.
-
ÖgeUydu Ve Yer Kaynaklı Meteorolojik Değişkenlerle Kısa Vadeli Yağış Modellemesi İçin Yapay Sinir Ağı Yaklaşımı(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-01-05) Öztopal, Ahmet ; Şen, Zekai ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringYağış kaynaklı doğal afetlerin (sel, taşkın, vb.) önlenebilmesi ile su kaynakları ve havza yönetimi için yağışların ölçümü, modellenmesi ve tahminleri çok önemlidir. Kurulu olan yağış ölçer ağlarının hem zaman hem de uzay değişkenliklerinin yüksek olması sebebiyle, küçük ölçeklerdeki şiddetli yağışların belirlenmesinde çeşitli zorluklar vardır. Mevcut hava tahminlerinin son yıllardaki güvenilir sonuçlarına rağmen konvektif yağışların zaman ve alan yağış desenleri tam olarak yakalanamamaktadır. Bu sebeple uydulardan elde edilen bilgiler hava tahmin modellerine girdi olarak kullanılmaktadır. Konvektif yapılar için bulut tepe sıcaklığı yağış ile ilişkilendirilebilen anahtar bir parametredir. Bu çalışmada 2000 yılı içerisindeki 5-7 Eylül, 23-25 Mayıs, 21-23 Temmuz ve 25-27 Ağustos dönemlerine ait 4 ayrı konvektif yağışlı olay incelenerek bir Yapay Sinir Ağı modeli kurulmuştur. Bu modelin Eylül ayı yağışını gayet iyi tahmin edebildiği görülürken Ağustos ayı için model başarısız olmuştur.
-
ÖgeHava Öngörüsünde Uyarlanabilir Ensemble Modellemesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-01-06) Çakır, Sedef ; Kadıoğlu, Mikdat ; 432455 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringEnsemble yöntemi, modellerin başlangıç koşullarından ve kendi yapılarından kaynaklanan hataları azaltmak amacıyla kullanılmaktadır. Bu çalışmada sayısal hava öngörü modellerindeki yapısal, fiziksel hatalar dikkate alınmış ve fiziksel şemalarında değişiklikler yapılmış atmosfer-okyanus modelinin dört farklı versiyonundan elde edilen iki haftalık ortalama sıcaklık tahminleri kullanılmıştır. Bu verilerden hesaplanan anomali değerleri üç farklı yolla bir araya getirilerek ensemble tahminleri elde edilmiş ve performansları kıyaslanmıştır. Bunlardan ilki; bias-düzeltmesi yapılmış ensemble ortalamasıdır. Kontrol tahmin olarak belirlenmiştir ve diğer iki yöntemin başarısı bu metoda göre değerlendirilmiştir. İkinci yöntem ise; lineer regresyon metoduna bağlı olarak model versiyonlarını performanslarına göre ağırlıklandırıp birleştiren süperensemble metodunun adaptif olarak çalışacak şekilde uygulanmasıdır. Üçüncü ve esas performansı üzerinde durulan ensemble sistemi ise YSA metoduna dayalı olarak geliştirilmiştir ve ağırlıklandırma süreci yine adaptif olarak çalışmaktadır. Türkiye genelinde 50 istasyon için uygulanan ensemble tahminlerinin genel doğruluk başarı değerlendirmeleri sonucu, kontrol ensemble sistemi olarak kabul edilen bias-düzeltmesi yapılmış ensemble tahminlerin ortalamasına göre, Süperensemble ve YSA’ya dayanan ensemble tahminlerinin daha başarılı olduğu ortaya konmuştur. Özellikle Karadeniz ve Marmara bölgesindeki kontrol tahmininin yüksek hata verdiği istasyonlarda üye modelleri ağırlıklandırarak, ensemble tahminleri elde etmek büyük başarı sağlamıştır. YSA metodu ile elde edilen ensemble tahminlerin Süperensemble yöntemi ile yakın sonuçlar verdiği, beklendiği şekilde de YSA‘nın daha başarılı tahminler yaptığı görülmüştür.
-
ÖgeFırtınalar Ve Havacılığı Etkileyen Meteorolojik Parametreler(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016-08-16) Özdemir, Emrah Tuncay ; Deniz, Ali ; 10121970 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringFırtınalar ve havacılığı etkileyen meteorolojik parametreler (rüzgar hamlesi, gökgürültülü fırtınalar, pist görüş mesafesi, volkanik kül vb.) insan hayatını olumsuz yönde etkileyen atmosferik olaylardır. Bu meteorolojik olayların oluşum mekanizmalarını anlamak ve ileride bu tür atmosferik hadiseler öncesinde hava öngörüsünde bulunarak gerekli olan önlemleri almak havacılık için önem arz etmektedir. Bu tez kapsamında fırtınalar ve havacılığı etkileyen meteorolojik parametrelerden, sırasıyla Esenboğa Uluslararası Havalimanı için şiddetli gök gürültülü fırtına, Atatürk Uluslararası Havalimanı için oraj ve sis hadiseleri ve Türkiye Fır Sahaları için ise volkanik kül incelenmiştir. Bu tez çalışması 3 adet SCI & SCI-E makale ve 1 adet ulusal makaleden oluşmaktadır. Orajlar, şiddetli hava sarsıntılarının (downdraft and updraft), şiddetli buzlanmaların, dolu ve aşırı sağanak yağışların görüldüğü, şimşek, yıldırım ve tehlikeli rüzgar kırılmalarının bulunduğu olaylardır. Çok iyi gelişmiş olan TS’in tropopoz seviyesini aşıp daha yukarı seviyelere kadar dikey olarak gelişen ve havacılık için çok önem taşıyan meteorolojik hadiselerdir. Orajların oluşabilmesi için a) Hava parselinin yüksek oranda nem içermesi b) Hava parselini yukarıya taşıyacak bir kaldırma kuvvetinin var olması (Konveksiyon, konverjans, oroğrafik yükselme ve cephesel kaldırmalar) c) Atmosferin kararsız bir yapıda olması gibi şartların sağlanması gerekir. Orajların oluşturduğu tehlikelerinden bazıları “ wind shear, buzlanma, türbülans, dolu , şimşek , elektrik yüklenmesi, windstorms , microburst ve macrobursts” olarak sıralanabilir. Orajlar dinamik mekanizmaları nedeniyle havacılık sektöründe meydana getirdikleri kazalar ve divertler nedeniyle önemini hiçbir zaman kaybetmemişlerdir. Bu çalışmada 2008-2013 yılları arasında METAR (Aviation Routine Weather Report) and SPECI (Aviation Selected Special Weather Report) rasatları kullanılarak Istanbul Atatürk International Airport (LTBA) ‘da meydana gelen thunderstormlar araştırılarak, yıllara, aylara, günlere ve saatlere (UTC- Universal Coordinated Time) göre dağılımları ve frekansları incelenmiştir. Ayrıca oraj meydana gelen günlere ait yüksek seviye ölçüm değerleri İstanbul Ravinsonde rasatları incelenerek, gün içindeki CAPE (Conditionally Available Potential Energy) ve CIN (Convective Inhibition) değerleri istatistiksel değişimleri saptanmıştır (Özdemir et al., in press, a). Her geçen yıl havacılık sektörü büyümektedir. Bu büyümeyle birlikte sektör açısından ciddi oranda tehdit oluşturan tehlikeli meteorolojik olaylara çözüm bulma ihtiyacı daha da artmaktadır. Bu tehlikeli olaylardan birisi de havalimanlarında meydana gelen boran hadisesidir. Bu çalışmada 15 Temmuz 2013 tarihinde Ankara Esenboğa Havalimanı’nda meydana gelen boran hadisesi incelenmiştir. Çalışma kapsamında Esenboğa Meteoroloji Ofisi tarafından hazırlanan METAR ve SPECI rasatları , sinoptik haritalar, Skew-T Log-P diyagramı, uydu ve radar görüntüleri değerlendirilmiştir. 14:32 UTC (Universal Coordinated Time)’da şiddetli gök gürültülü doluyla birlikte yağmur sağanağı meydana gelmiştir. Bu hadisenin olduğu zamanda gün içindeki en yüksek maksimum rüzgar şiddeti değeri olan 61 knots ölçülmüştür. 54 dakikalık zaman aralığında 16.4 mm yağış meydana gelmiştir. Radar ürünlerinde Esenboğa Havalimanı ve çevresinde maksimum 57 dBZ reflektivite değerine ulaşan radar eko şiddeti ölçülmüştür. Olayın etkileri ise; 15 Temmuz 2013 tarihinde Ankara ve çevresinde meydana gelen severe thunderstorm ile birlikte kuvvetli sağanak yağışlar birçok yerde hayatı olumsuz etkilemiştir. Keçiören ve Pursaklar İlçeleri’nde daha etkili olan sağanak yağış ulaşımda aksamalara neden olmuştur. Esenboğa Havalimanı Karyağdı civarında bulunan alt geçidin suyla dolması sonucu araçlar bu geçidi kullanamazken fırtınanın ve dolu yağışının etkisiyle Saray Bölgesi’nde birçok evin camları kırılmıştır. Ankara Çubuk Karayolu orta refüjde bulunan ağaçlar yerinden sökülmüş, Yenice mahallesinde bulunan dev totem tabelaları devrilerek biri bir aracın üzerine düşmüştür. Esenboğa Havalimanı’nda ise terminal çatısından sızan yağmur suları yolculara zor anlar yaşatarak hava trafiğinin aksamasına neden olmuş, iki uçak ilk denemelerinde iniş yapamamış, bir uçak başka bir havalimanına yönlendirilmiştir. Yağmur sularının elektrik tesisatına sızması nedeniyle havalimanında sık sık elektrik kesintisi yaşanmıştır (Özdemir&Deniz, 2016). Sis canlıların yaşamını etkileyen önemli meteorolojik olaylardan biridir. Stratüs bulutunun yer seviyesine inmesi sonucu da sis oluşmaktadır. Tarımsal açıdan ekinlerin ve bitkilerin donmasını önlemektedir. Sis sonucu yatay ve dikey görüş mesafesinin azalması kara, deniz ve hava ulaşımında birçok olumsuzluklara neden olmaktadır. Ulaşımın aksaması, iptal edilmesi ve kazalar sis sonucu olan olaylardır. Havalimanlarında meydana gelen sisler de uçuşların iptal edilmesine, hava trafiğinin hızının azalmasına, uçuşların diğer havalimanlarına yönlendirilmesine ve en önemlisi de kaza kırımlara yol açmaktadır. Meteorolojide “Rüyet” veya “Görüş Mesafesi” belirli bir özelliğe sahip bir nesnenin gözle (aletsiz olarak) tanımlanabileceği veya geceleyin yapılan gözlemlerde aynı nesnenin gün ışığı varmış gibi tanımlanabileceği en uzak mesafe olarak adlandırılır. Su damlacıklarının veya buz kristallerinin yer yüzeyine yakın bir tabakada asılı olarak kalmaları sonucunda görüş mesafesinin 1000 metrenin altına düşmesi sonucunda oluşan hava hadisesine sis denir. Benzer koşullarda görüş mesafesi en az 1000 metre fakat 5000 metreden fazla olmamak koşuluyla oluşan hadiseye de pus denir (havacılık amaçlı yapılan rasatlarda). Pist görüş mesafesinin sis tanımına uygun bir şekilde azalması ve bulut alt tabanının da yere oldukça yaklaşması havacılık sektörü için önem arz etmektedir. Bu iki faktöre etki eden diğer meteorolojik hadiselerde yağmur, çisenti ve kar kombinasyonlarıdır. Havalimanlarında meydana gelen sisler uçuşların iptal edilmesine, hava trafiğinin hızının azalmasına, uçuşların diğer havalimanlarına yönlendirilmesine ve en önemlisi kaza kırımlara yol açmaktadır. Bu çalışmada 2006-2015 yılları arasında METAR ve SPECI rasatları kullanılarak İstanbul Atatürk Havalimanı (LTBA) ‘da meydana gelen sisler araştırılarak, yıllara, aylara, günlere ve saatlere göre dağılımları ve frekansları incelenmiştir.10 yıllık periyotta 49 gün sisli gün olarak tespit edilmiş ve toplam 157 saat 6 dakika devam etmiştir. Çalışmanın amacı havacılık amaçlı aletli iniş sistemi kategorisinde sisleri sınıflandırarak Atatürk Havalimanı’nın sisli saatlerindeki CAT kategorilerini tespit etmektir. Buna göre CATIIIA uçuş kategorisine göre uçuşların %97.63’ü gerçekleşebilmektedir (Özdemir et al., in press, b). Volkanik kül bulutları patlamanın olduğu yanardağdan yüzlerce, binlerce mil uzaklara, hatta meteorolojik şartlara bağlı olarak kıtalararası mesafeler boyunca sürüklenebilir. Çok geniş bir hava sahasında etkili olabilir. Kül bulutları birkaç ülkenin, FIR (Flight Information Region-Uçuş Bilgi Bölgesi) ve kontrol sahasına yayılarak tehlike oluşturabilir. Çok geniş bir sahada etkili olan volkanik kül bulutları havacılık için hayati önem taşımaktadır. Volkanik kül bulutlarının mevcut olması veya günümüzde öngörüsü yapılan etki alanlarının tespit edilebilmesi uçuşlarda rota değişimlerine, gecikmelere ve hatta uçuş iptallerine neden olmaktadır. Bu çalışmada 2010 ile 2015 yılları arasında meydana gelen yanardağ patlamalarının Türkiye FIR Sahaları üzerindeki etkisi incelenmiştir. 5 yıllık periyotta Fransa’da bulunan Volkanik Kül Tavsiye Merkezi (VAAC-Volcanic Ash Advisory Centre) Toulouse’la koordineli çalışan Londra Volkanik Kül Tavsiye Merkezi tarafından hazırlanan Volkanik Kül Grafikleri (VAG-Volcanic Ash Graphic) kullanılmıştır. Türkiye’deki FIR Sahalarına olan etkilerin araştırılması içinde Türkiye’de bulunan Ankara FIR (LTAA) ve İstanbul FIR (LTBB) sahaları için sırasıyla Esenboğa ve Atatürk Uluslararası Havalimanları Meteoroloji Ofisleri tarafından hazırlanan SIGMET (Significant Meteorological Information) mesajları değerlendirilmiştir. Elde edilen Atatürk Uluslararası Havalimanı Meteoroloji Ofisi’nin hazırlamış olduğu SIGMET mesajlarına göre, 18 Nisan 2010 tarihinde Trakya’nın kuzeyi ve Karadeniz’in güney batısı, 19 Nisan 2010 tarihinde de Karadeniz’in güney batısı uçuş seviyesi olarak 10.000 feet ile 30.000 feet arasındaki mesafeler için uçuşlara kapatılmıştır (Özdemir&Deniz, 2015).
-
ÖgeTürkiye Rüzgar Verilerinin Bayesyen Maksimum Entropi Yaklaşımıyla Uzay-Zaman Modeli(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016-09-30) Baydaroğlu, Özlem ; Koçak, Kasım ; 10125515 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringÖZET 19. yüzyılın başlarında bağlı olduğu prensibin temeli Sadi Carnot tarafından atılan, ilk olarak 1854 yılında Rudolf Julius Emanuel Clausius tarafından kullanılan entropi kavramı, Temodinamiğin II. Kanunu'nun da temelini oluşturur. Daha sonra, Boltzmann bağıntısıyla, entropi, termodinamik olasılık ile ifade edilmiştir. Entropi, kısaca, bir sistemdeki belirsizliğin ölçüsü olarak tanımlanabilir. Entropi artışı, sistemdeki düzensizliğin artışına neden olacaktır. Claude Elwood Shannon, “İletişimin Matematiksel Teorisi” adlı makalesiyle, bilgi ile entropi arasındaki ilişkiyi ortaya koymuş ve bir olasılık dağılımının belirsizliğinin ölçüsünü, entropi olarak adlandırmıştır.Hakkında kesin bilgi bulunan olayların gerçekleşme olasılığı yüksek olduğundan, sisteme dair taşıdığı bilgi azdır. Bu yönüyle de, entropi, belirsizliğin bir ölçüsüdür. Jaynes, Bilgi Teorisi’yle, olası bütün dağılımlar arasından, maksimum entropiye sahip olan dağılımın seçilmesi gerekliliğini öne sürmüştür. Bu ilkeye ise; Maksimum Entropi İlkesi denir. Bayesyen Maksimum Entropi (BME), Bayesyen koşullandırma ile entropi maksimizasyonunu aynı süreç içerisinde kullanan, uzay-zamansal haritalama ve analiz yapan bir metoddur. Ayrıca BME, uzay-zamansal haritalamada, sadece veriyi değil aynı zamanda sisteme ait bilgiyi de kullanan tek yaklaşımdır. BME ile verinin işlenmesi sırasında, fizik kanunları, hipotezler, deneyimler, bilimsel teoriler, yüksek dereceli uzay/zaman momentleri, çeşitli formdaki belirsiz bilgi, model çıktıları vb. sürece dahil edilir. Edinilen bilginin maksimizasyonu, en doğru analiz ve tahmin için taban oluşturur. Klasik metodlar, muhakemede tümevarımı kullanırken, BME tümdengelim yaklaşımını kullanır. Bu çalışmada, BME ile Türkiye rüzgar verilerinin tahmini yapılarak, uzay-zamansal bir Türkiye rüzgar haritasının çıkarılmıştır. Elde edilen tüm tahmin sonuçları, güven aralığı sınırları içerisinde kalmıştır ve tahminlerin hata varyansları oldukça düşüktür. Bu haritanın güncel Türkiye rüzgar atlası olabileceği düşünülmektedir. Ayrıca, Türkiye rüzgar verilerinin, entropi ile analizi yapılarak, verinin taşıdığı bilgiyi temsil edebilecek bir indeks olarak Normalize Marjinal Entropi (NME) önerilmiştir. Önerilen bu indeksin, veri kalitesinin bir ölçütü olarak da kullanılabileceği öngörülmektedir. Entropi analizinin sonucunda, en düşük ve en yüksek entropi değerlerine karşılık gelen temsili birkaç meteoroloji gözlem istasyonu verisinin, Destek Vektör Regresyonu (DVR) ile tahmin sonuçlarının entropi ile ilişkisi irdelenmiştir. Entropi kavramını destekleyecek şekilde, entropisi yüksek istasyonların tahmin edilebilirliğinin daha yüksek olduğu, düşük entropiye sahip istasyonların verilerinin tahmininin daha yüksek tahmin hatalarına neden olduğu görülmüştür. Bu çalışmayı özgün kılan temel unsurlar; Türkiye’de BME kullanılarak yapılan ilk ve tek çalışma olması ve dünyada da rüzgar verisine BME yaklaşımının uygulandığı tek çalışma olması, tahmin edilebilirlik ile entropi arasındaki ilişkiyi sayısal olarak ifade eden ve veri kalitesi için bir ölçüt olabileceği düşünülen yeni bir indeks (NME) önerilmesidir.
-
ÖgeTürkiye’de Hortumlar, Şiddetli Dolu Hadiseleri, Ve Oluştukları Çevre Koşulları(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2017-01-6) Kahraman, Abdullah ; Kadıoğlu, Mikdat ; 10134291 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringŞiddetli konvektif fırtınalar, dünya genelinde ölümler ve maddi zararlarla sonuçlanan meteorolojik afetlerin önemli bir kısmından sorumludurlar. Ani taşkın ve seller, zarar verici hamleli rüzgarlar, dolu, hortum, yıldırım gibi olaylar şiddetli konvektif fırtınalar ile ilişkilidir. Türkiye’de sadece dolunun neden olduğu tarımsal zararlar yılda 73 milyon doları aşmaktadır. İçeriklere-dayalı yaklaşıma göre bir konvektif fırtınanın oluşumu için gerekli üç içerik vardır: Kararsızlık, nem ve kaldırma mekanizması. Şiddetli konvektif fırtınalar içinse bunlara ek olarak düşey rüzgar kayması da mevcut olmalıdır. Bu içeriklerin bir bölgede bir an için ne ölçüde bir arada bulunduğu, o bölgede o an için şiddetli konvektif fırtınaların oluşum riskine işaret etmektedir. Bahsedilen içerikler birer meteorolojik parametre değildirler, ancak çeşitli meteorolojik parametrelerle bu içeriklerin mevcut olup olmadığı, mevcutsa hangi mertebede olduğuna dair çıkarımlar yapılabilir. Ancak kullanılacak meteorolojik parametreler daha çok ABD’de yapılan çalışmalarca ve ABD’de görülen koşullar için belirlendiğinden, dünyanın diğer bölgelerinde benzer temsiliyeti ve tutarlılığı sağlayamamaktadır. Bunda sinoptik klimatoloji, coğrafi konum, orta ölçekli süreçler, topoğrafik etkiler, vb pek çok etmen rol oynamaktadır. Bu yüzden şiddetli konvektif fırtınalar için ilgili bölgenin koşulları baz alınarak çalışmalar yapılmalı, bunların nerelerde hangi sıklıkla ve hangi şiddette meydana geldiği tespit edilmeli, ilgili klimatolojiler oluşturulmalı, meydana geldikleri çevre koşulları incelenmeli, ve elde edilen çıkarımlarla tahminlerde kullanılabilecek meteorolojik parametreler ve modeller belirlenmeli ya da geliştirilmelidir. Konvektif fırtınaların orta uzay ve zaman ölçeklerinde meydana gelmesi, tahminlerindeki en önemli güçlüktür. Günümüzde atmosfer modellerinin gelişimi ile sinoptik ölçekte hava tahmininde başarı oranı oldukça yüksek olup orta ölçekte bu başarı sağlanmış değildir. Bunda halihazırdaki gözlemlerin atmosfer koşullarını tam olarak temsil edememesi, küçük ölçekli topoğrafik etkiler, parametrizasyonlar, model hataları vb rol oynamaktadır. İyi konfigüre edilmiş, 1 km mertebesinde grid aralığıyla çalışan bir orta ölçekli model ile konvektif hücreler simüle edilebilmekteyse de, bu hücrelerin yeri, zamanı, süresi, şiddeti, cinsi doğru olarak tahmin edilememektedir. Bu yüzden özellikle radar ve uydu gözlemleri ile otomatik meteoroloji istasyonlarından alınan anlık verilerin, bir konvektif fırtınanın oluşum ve gelişimi anında tahmincilerce değerlendirilerek çok kısa vadeli tahminlerinin (nowcasting) yapılması meteorolojik uyarıların temelini oluşturmaktadır. Ancak nowcasting tekniklerinin en fazla bir kaç saat mertebesinde bir vadede tahmini mümkün kılmasından ötürü, yapılan uyarılar önlem alınmasını sağlayamamaktadır. Tahmin tutarlı olsa dahi etkilenecek insanlar çoğunlukla afet gerçekleştikten sonra uyarıdan haberdar olmaktadırlar. Sonuç olarak zarar verici hadiselerin oluşma riskinin birkaç gün öncesinden tahmin edilmesi büyük önem taşımaktadır, ve tahmin için de ilgili bölgenin sinoptik klimatolojisinin bilinmesi, bölgede şiddetli konvektif fırtınaları üreten ya da destekleyen çevre koşullarının ortaya çıkarılması, orta ölçekli süreçlerin incelenmesi, yerel etkilerin ortaya çıkarılması gerekmektedir. Bu çalışmanın amacı, Türkiye’de oluşan şiddetli konvektif fırtınaların alansal ve zamansal dağılımlarının belirlenmesi, bunların operasyonel tahmininde kullanılabilecek kavramsal model ve/veya fiziksel parametrelerin belirlenmesi ya da geliştirilmesi için ilgili çevre koşullarının araştırılmasıdır. Çalışma, üç ana kısımdan oluşmaktadır. Bunlardan ilk ikisi Türkiye’nin hortum klimatolojisi ve iri taneli dolu klimatolojisini sunmakta, sonuncusu ise hortum ve iri taneli dolu hadiselerinin oluştuğu çevre koşullarını incelemektedir. Türkiye’de meydana gelen hortum hadiselerine ilişkin kapsamlı bir veritabanı olmaması nedeniyle, ilk olarak çeşitli kaynaklardan veriler toplanmış ve bir veritabanı oluşturulmuştur. Meteoroloji Genel Müdürlüğü Fevk rasatları, European Severe Weather Database, eski gazete arşivleri (Cumhuriyet, Milliyet, Hürriyet, vb), internet taramaları, sosyal medya, Osmanlı Arşivi gibi kaynaklardan elde edilen bilgiler güvenilirlik derecelerine göre sınıflanmış, bunlardan şüpheli olanlar elimine edilerek kalanlar klimatolojiye dahil edilmiştir. Eldeki bilgiler yeterli olduğu durumda hortumlar mezosiklonik ve mezosiklonik olmayan şeklinde iki gruba ayrılmış, kalanları ise “bilinmeyen” kategorisinde değerlendirilmiştir. 1818’den 2013’e kadar gerçekleşen 385 hortum hadisesinin 225’i son 5 yıla ait kayıtlardadır. Bundaki ana neden, iletişimdeki büyük gelişim (internet ve akıllı telefonlar), Türkiye’de hortum oluşumlarına dair farkındalığın oluşmaya başlaması, ve bu çalışma kapsamında aktif olarak veri araştırılmasıdır. Kayıtlardaki trende bakılarak olası bir iklim değişimi ya da değişkenliği üzerine yorum yapmak ise şu noktada güçtür. Son 5 yılda, en az 7’si mezosiklonik olmak üzere Türkiye’de yılda ortalama 45 hortum hadisesi kayıt edilmiştir. Bu değer 10000 km2’de 0.57 hadiseye karşılık gelmekte, ve Avrupa’daki hortum sıklığıyla uyumlu bir görünüm çizmektedir. Öte yandan, Türkiye’deki hortumların coğrafi dağılımı son derece heterojendir. Akdeniz ve Ege kıyıları en fazla hortumun gözlendiği bölgeler olup (385 hortumun 207’si burada gözlenmiştir), frekans Antalya-Anamur arası bant, yılda 10000 km2’de 19 hortum ile Avrupa’nın en çok hortum görülen bölgelerinin başında yer almaktadır. Türkiye’de hortumlar farklı bölgelerde farklı mevsimlerde meydana gelmektedir. Akdeniz ve Ege kıyılarındaki hortumların daha çok kış aylarında gerçekleştiği görülmektedir. Bunların önemli bir kısmı mezosiklonik olmayan su hortumlarıdır. Ancak bölgede özellikle Ekim ve Kasım aylarında süper hücreli fırtınalarla ilişkili güçlü hortumlar da gözlenmiştir. Öte yandan, Karadeniz kıyıları yaz sonu ve sonbahar başında daha sıklıkla hortum hadisesine tanık olmaktadır. Bunların da ezici çoğunluğu su hortumlarıdır. İç bölgelerde ise mezosiklonik hortumlar daha ağırlıkla görülmektedirler; daha yıkıcı olan bu hortumlara özellikle Mayıs ve Haziran aylarında rastlanmaktadır. Hortum kayıtlarına göre, gün içerisinde daha çok öğleden sonra ve akşam saatlerinde bu hadiseye rastlanmaktadır. Bunda konveksiyonel döngü ve rapor edilme değişimlerinin etkili olduğu değerlendirilmektedir. Zarar vermiş hortum kayıtlarına göre Fujita ölçeğine göre sınıflandırılma yapılmış, bunlar arasında en fazla sayıda hortumun F1 şiddetinde olduğu bulunmuştur. Bu noktada zayıf hortumların (F0) rapor edilmeme oranlarının daha yüksek olduğu değerlendirilmesi yapılabilir. Öte yandan, (en az) F3 şiddetinde en az 4 hortum tespit edilmiştir. Türkiye’de iri taneli dolu hadiseleri de sıklıkla görülmektedir. Kimi zaman yumruk büyüklüğünde görülmüş, 480 gramlık, hatta daha ağır dolu taneleri rapor edilmiş, zaman zaman yarım metreye ulaşan dolu birikintileri gözlenmiştir. İri taneli dolu binalara ve tarıma verdiği zararın yanısıra zaman zaman yaralanmalara da yol açmış, küçükbaş hayvanların sürüler halinde ölümüne neden olmuştur. Hortum veritabanında olduğu gibi, iri dolu hadiseleri veritabanının oluşturulmasında da resmi kayıtların dışında gazete arşivleri ve internet kayıtları gibi kaynaklar taranmıştır. Çalışmada iri taneli dolu hadiselerine odaklanılmıştır, bu da 1.5 cm ve daha büyük çaptaki doluları kapsamaktadır. Dolu büyüklüğü hakkında, ABD’de olduğu gibi daha çok farklı objelerle mukayese şeklinde kayıtlar mevcuttur. Bunlardan en sık rastlanan fındık büyüklüğünde dolu hadiseleridir. Toplamda 1489 iri taneli dolu hadisesinin 721’i fındık büyüklüğünde şeklinde bildirilmiştir. Bunun hemen ardında, 436 tane ile ceviz büyüklüğü ifadesi yer almaktadır. Literatürde hemen hemen tamamının süper hücreli fırtınalardan meydana geldiği değerlendirilen 4.5 cm ve daha büyük çapta dolular için ise “çok iri” kategorisi oluşturulmuştur. İri dolu hadiseleri, 1.5 cm, 3.0 cm, 4.5 cm ve 6.0 cm eşik değerleri ile birlikte 4 ayrı sınıfta toplanmıştır. İri dolu klimatolojisi, 1925-2014 yılları arasında toplam 1107 günde meydana gelen 1489 hadiseyi kapsamaktadır. Bunlardan % 8.3’ü çok iri taneli dolu hadiseleridir. Rapor edilmeyen, ya da büyüklük bilgisi belirtilmeyenler düşünüldüğünde, bu sayının çok daha fazla olduğu değerlendirilmektedir. Son yıllarda daha fazla veriye erişimin mümkün olduğu gerçeğinden hareketle, 2009-2013 arasında yılda 10000 km2’de ortalama 0.54 hadisenin gerçekleştiği hesaplanmıştır. Öte yandan, en yüksek frekansın görüldüğü yıllar son yıllar değildir. 1960’larda yılda en az 29 hadise rapor edilmiş, 1963’te bu sayı 74 olmuştur. Bunda o yıllarda Kuzey Atlantik jetinin nispeten güneye inmesinin ve siklon frekansının artmasının rol oynadığı değerlendirilmektedir. 2005’ten sonraki artışın ise olası meteorolojik faktörler dışında internet gibi daha geniş kaynaklardan veri elde edilebilmesine bağlanması mümkündür. Çok iri taneli dolu hadiselerinin yıllara bağlı değişimi değerlendirildiğinde, 1960 sonrasında olduğu gibi öncesinde de benzer frekans gözlenmekte, bu da 1960 öncesi 1.5 cm-4.5 cm arası dolu hadiselerinin gerçekte olduğundan daha az rapor edildiğine işaret etmektedir. Türkiye’de iri taneli dolu hadiseleri en çok ilkbahar ve yazın görülmektedir. Mayıs ve Haziran aylarında gerçekleşen iri taneli dolu hadisesi sayısı, diğer tüm aylarda gözlenenlerin toplamından daha fazladır. Yine çok iri taneli dolu da en sık Haziran ve Mayıs’ta, daha sonra Temmuz ve Ağustos’ta görülmektedir. En düşük frekans Aralık ayındadır. Bu dağılım, Avrupa’nın güneyindeki diğer ülkelerin dağılımları ile uyumlu bir görünüm arz etmektedir. Sadece Güney Kıbrıs’ta kış ayları pik aylar olup, güney kıyılarımızdaki mevsimsel döngüde de bu fark belirgindir. İri taneli dolu hadiseleri, hortumlardan farklı olarak, Türkiye’nin hemen hemen tamamında homojen bir dağılım sergilemektedir. Ancak farklı bölgelerde farklı mevsimsellik de mevcuttur. Yukarıda belirtilen genel dağılımın dışında kışın Akdeniz kıyıları, Nisan’da güneydoğu Anadolu’da iri taneli dolu belirgin biçimde görülmektedir. Öte yandan, kuzeydoğu kesimlerde iri dolu riski yaz boyunca sürmektedir. Bu dağılımlar, sadece iri doluları kapsamayan, meteoroloji istasyonlarındaki tüm dolu hadiselerini içeren dolulu gün sayısı istatistikleri ile de örtüşmektedir. Hortumlarda olduğu gibi, iri taneli dolu hadiselerinde de öğleden sonra ve akşam saatleri günün en riskli saatleri olarak öne çıkmaktadır. Bu durum, yıldırım ve şimşek sensörlerince elde edilen veri ile kıyaslandığında, Türkiye’deki yıldırımların günlük dağılımı ile paralellik göstermektedir. ERA-Interim reanaliz verisi kullanılarak, veritabanındaki hortum ve iri dolu hadiselerine ait çevre koşulları incelenmiştir. Reanaliz verisi 1979’dan başladığı için 1979-2013 arası 35 yıllık bir zaman dilimi değerlendirilmitşir. 0.75 derece yatay grid aralıklı ve yüzeyin yanısıra 1000 hPa – 100 hPa arası 27 seviye de içeren veri, 00UTC ve 12UTC başlangıç zamanlı 3 saatlik aralıklı tahminler halinde kullanılmıştır. Hesaplanan parametrelerin çeşitli kategorilere göre dağılımı elde edilmiş, buna göre genel olarak hortum ve iri dolu hadiselerinin 2000 J/kg’a varan CAPE değerlerinde oluştuğu gözlenmiştir. Bu değerler genel olarak ABD’dekilerden düşük olmakla birlikte, Avrupa’da gözlenenlerle aynı seviyede, kimilerinden ise daha yüksektir. CAPE hesaplanmasında kullanılan parsel kalınlaştıkça bu değerler düşmektedir. Her ne kadar mezosiklonik hortumlar, F2+ hortumlar, çok iri dolu taneleri ve süper hücreli fırtınalar esnasında daha fazla CAPE değerleri mevcutsa da, bu parametre tek başına kategoriler arasında büyük bir ayrım göstermemektedir, dolayısıyla sadece CAPE’e dayalı olarak bunların arasındaki farkı tahmin etmek mümkün değildir. Çeşitli tabakalardaki düşey sıcaklık gradyanı ele alındığında ise, mezosiklonik olmayan hortumların 850-700 hPa ve 700-500 hPa gibi yerden yüksek tabakalarda daha az kararsızlığa sahip olduğu belirgindir. Bu tabakalarda ilgili kategorideki lapse rate, diğerlerinden farklı olarak % 75 gibi bir oranla 6.5 K/km altında değerlere sahiptir. Bunda yer (ya da deniz) seviyesindeki yüksek kararsızlığa rağmen hemen yukarıda kararsızlığın mevcut olmadığı, kıyılardaki su hortumları ağırlıktadır. Türkiye’de mezosiklonik hortumlar ve özellikle F2+ hortumların oluştukları çevre koşullarında, 0-6 km shear değerlerinin medyanı 20 m/s üzerindedir. Bunları süper hücreli fırtınalar, çok iri dolu taneleri ve kategorize edilmemiş hortumlar takip etmektedir. Bu değerler ABD’de gözlenenlerle kıyaslanabilir büyüklükte olup, Avrupa’da gözlenenlere oranla genllikle daha yüksektir. Mezosiklonik olmayan hortumlarsa en düşük shear dağılımına sahip olup, medyan değer 10 m/s civarındadır. Bunlardan % 75’i 15 m/s ve daha az shear ortamında gerçekleşmiştir. Aşağı seviye shear verileri ise, daha önce ABD için yapılan çalışmalardakinden daha düşüktür. Bunda kullanılan reanaliz verisinin karmaşık Türkiye topoğrafyasını iyi temsil etmemesi gibi faktörlerin etkili olduğu değrlendirilmektedir. Avrupa’daki kimi çalışmalarda da benzer sonuçlar mevcuttur. 0-1 km shear dağılımlarına göre, tüm kategorilerde değerler düşük olmakla birlikte, mezosiklonik olmayan hortumlarda en düşük değerler gözlenmiştir. SRH dağılımlarında da 0-3 km’de anlamlı şekilde F2+ ve mezosiklonik hortum kategorileri en yüksek değerlere sahiptir, 1000 m2/s2’yi aşan miktarlarla çok şiddetli hava olaylarının mümkün olduğu göze çarpmaktadır; öte yandan 0-1 km için nispeten düşük değerler gözlenmektedir. Türkiye’de LCL seviyesi genel olarak tüm fırtına tiplerinde 1500 m’nin altında seyrettiğinden, ABD’de olduğu gibi hortum tahmininde belirleyici bir role sahip değildir. Benzer durum Hollanda gibi Avrupa ülkeleri içi nde geçerlidir. Öte yandan, dolu hadiselerinde hortumlara göre nispeten yüksek bulut tabanı gözlenebilmektedir. Modern kompozit indeksler ele alındığında, SCP’nin Türkiye’de anlamlı bir dağılımı olduğu söylenebilir. Birimsiz bu indeksin 2 ve daha üstündeki değerlerinde süper hücreli fırtınalar, çok iri taneli dolu hadiseleri ve mezosiklonik hortumlar gözlenmiştir. Mezosiklonik olmayan hortumlarda ise bu değer 0 civarındadır. İri dolu hadiseleri ile çok iri dolu hadiselerini ayırmada da bu indeks başarılı olmaktadır. 0-3 km ve 0-1 km için hesaplanan EHI değerleri de F2+ hortumlar, mezosiklonik hortumlar, çok iri dolu hadiseleri ve süper hücreli fırtınaların tahmininde ayırt edici şekilde kullanılabilir. Öte yandan, ABD’de hortum tahmininde faydalanılan STP’nin Türkiye dağılımları çok düşük değerlerde seyretmektedir. Bunda reanaliz verilerinde özellikle aşağı seviye shear’inin düşük olması etkilidir.
-
ÖgeTürkiye Şiddetli Konvektif Fırtına Klimatolojileri, Çevre Koşulları Ve Etkileri(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2017-02-9) Tilev Tanrıöver, Şeyda ; Kadıoğlu, Mikdat ; 10134348 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringŞiddetli konvektif fırtınalar, iri taneli dolu, hortum, şiddetli doğrusal rüzgârlar, şiddetli yağışlar ve yıldırımlar gibi pek çok zarar verici hadisenin kaynağıdır. Bu hava olayları dünyanın pek çok yerinde olduğu gibi ülkemizde de can ve mal kayıplarına neden olmaktadırlar. Küresel ölçekte artış gösteren sayıları ve neden oldukları can ve mal kayıpları nedeniyle şiddetli konvektif fırtınaların hem kısa vadeli olasılıksal tahminleri, hem de anlık tahminleri (nowcasting) oldukça önemlidir. Bu hadiselerin mevsimsel ve coğrafi dağılımlarının belirlenmesi, onları oluşturan çevre koşullarının anlaşılması ve tahmin edilebilmeleri için gerek şarttır. Başka bir deyişle, bu hadiselerin tahminlerinin iyileştirilebilmesi için öncelikle coğrafi, mevsimsel ve günlük dağılımlarını içeren veri setleri oluşturulmalıdır. Bu tez, öncelikli olarak “Türkiye Şiddetli Konvektif Fırtına Veri Tabanı”nın oluşturulmasına katkı sağlamaktır. Konvektif fırtınalar lokal ölçekleri nedeniyle genellikle geleneksel gözlem ağları tarafından yakalanamamaktadırlar. Bu nedenle hadiselerin oluşumlarının hangi bölgelerde yoğunlaştığını, hangi sıklıkta, hangi şiddette meydana geldiklerini, günlük ve mevsimlik dağılımlılarını belirlemek oldukça zordur. Dünyada şiddetli konvektif fırtına veri tabanlarının ve klimatolojilerin oluşturulmasının çok bileşenli ve kapsamlı çalışmalar olduğu görülmektedir. Bu hadiselere ait raporların tutulmasında başta meteoroloji birimlerinde çalışan gözlemciler olmak üzere, gönüllü meteorolojistler, medya muhabirleri gibi birçok bileşen rol oynamaktadır. Bu raporların toplanması için gazete ve haber ajansı arşivleri, sosyal medya gibi pek çok kaynaktan yararlanılabilmektedir. Bu araştırma kapsamında Türkiye iri taneli dolu ve şiddetli doğrusal rüzgâr klimatolojileri oluşturulmuştur. Tükiye’deki iri taneli dolu (≥1,5 cm) hadiselerinin farklı tipteki konvektif fırtınalarla ilişkili olduğu ve yılın her mevsiminde gözlemlenebileceklerini görülmüştür. Çok iri taneli dolu (≥4,5 cm) hadiseleri ise genellikle süperhücre fırtınaları ile ilişkilidirler. Coğrafi dağılımları ele alındığında ülke genelinde her yerde bu hadiselere rastlanabilmekle birlikte bazı küçük bölgesel farklılıklar dikkat çekmektedir. Örneğin, kış aylarında ülke genelinde seyrekleşen dolu hadiselerinin Akdeniz ve Ege kıyılarındaki frekansları nispeten yüksek kalmaya devam ettmektedir. Aylık dağılımlarına bakıldığında ise hadiselerin Mayıs ve Haziran aylarında iç ve özellikle doğu kesimlerde sıklıkla oluştukları görülmektedir. Ayrıca, öğleden sonra ve ikindi vakitleri iri taneli dolu oluşumunun en sık görüldüğü zaman dilimleridir. Şiddetli doğrusal rüzgârların büyük bir kısmı ise, yaz aylarında oluşmakla beraber bu hadiseler yılın her ayında gözlemlenebilmektedirler. En sık oluştukları ay Haziran ayı olarak belirlenmiştir. Fırtına süresi bilgisi içeren raporlar göstermektedir ki şiddetli doğrusal rüzgârların büyük bir kısmı 1 ila 3 saat arasında sürmektedir. Çalışmanın ikinci kısmı şiddetli konvektif fırtınaların toplum üzerindeki etkisine ilişkindir. Çalışma kapsamında Ocak 1930 ve Haziran 2014 yılları arasında Türkiye’de gerçekleşen yıldırıma bağlı ölüm ve yaralanmalara ait bir veri seti oluşturulmuştur. Veri seti, 898 ölüm, 150 ağır yaralanma ve 536 yaralanma ile sonuçlanan 745 olay içermektedir. Veri setinin homojen olmaması, geçmiş dönemler ve günümüz için raporlama ve mevcut raporların ulaşılabilirliği gibi farklılıklar nedeniyle uzun dönem ortalamalar anlamlı bilgi verememektedir. Geçmiş dönemdeki hadise sayısının azlığı büyük oranda elde edilebilen rapor sayısındaki azlıktan kaynaklanmaktadır. Son yıllara ait veriler ise şöyledir: 2014 yılı ölü sayısı (Ocak–Haziran) 25, yaralı sayısı 62; 2013 yılı ölü sayısı 26, yaralı sayısı 36; 2012 yılı ölü sayısı 31, yaralı sayısı 36. Yaklaşık nüfusu 73,7 milyon olan Türkiye için yıldırıma bağlı ölüm sayıları 2014 (Ocak- Haziran) için milyonda 0,34; 2013 için milyonda 0,35 ve 2012 için milyonda 0,42 olarak belirlenmiştir. Yaralı sayıları ise sırasıyla milyonda 0,86; milyonda 0,49 ve milyonda 0,49 şeklindedir. Yıldırma bağlı ölüm ve yaralanmaların ülke genelinde en sık görüldüğü dönem bahar sonu ve en az görüldüğü dönem ise kış aylarıdır. Gün içinde gerçekleşme saatlerine bakıldığında olayların büyük çoğunluğunun öğleden sonra, çok küçük bir kısmının da gece gerçekleştiği görülmektedir. Toplumun yıldırımdan en çok etkilenen kesimini tarım ve hayvancılık gibi açık hava faaliyetlerine katılanlar oluşturmaktadır. Olayların çoğu kırsal kesimde gerçekleşmiştir. Ayrıca erkek kurbanların sayısı kadın kurbanların sayısının neredeyse iki katıdır. Ağaç altında gerçekleşen ölüm ve yaralanmaların çokluğu toplumun yıldırımdan korunma yöntemleri konusunda bilinçsiz olduğunu göstermektedir. Rapora dayalı veri setleri şiddetli konvektif fırtına klimatolojileri için birincil kaynak olmakla birlikte bazı dezavantajlara sahiptirler. Konveksiyon kaynaklı zarar verici, iri dolu, hortum, şiddetli rüzgâr gibi hava hadiselerinin gözlemleri genellikle sübjektiftir. Nüfus dağılımındaki farklılıklar, günün hangi saatinde oluştukları ve raporlanmalarına ilişkin birçok parametreden şiddetle etkilenmektedirler. Bu nedenle bu hadiselerin bölgesel klimatolojilerinin oluşturulması, zaman içindeki değimleri, trendleri hakkında yargıya varmak oldukça güçtür (örn. Diffenbaugh vd. 2008). Bu konularda yorum yapabilmek için objektif yöntemlerle klimatoloji oluşturulması gerekmektedir. Dünyada objektif konvektif fırtına klimatolojilerinin oluşturulmasında reanaliz verilenin kullanıldığı görülmektedir. Daha önce yapılmış olan çalışmalar, şiddetli konvektif fırtınalar ve onlara ilişkin CAPE (Convective Available Potential Energy) ve düşey rüzgâr kayması gibi çevresel parametrelerin dağılımları arasında güçlü bir benzerlik olduğunu göstermektedir (örn. Brooks vd. 2003, Romero vd. 2007, Gensini ve Ashley 2011). Bu araştırmanın son aşaması olarak objektif bir şiddetli konvektif fırtına çevre koşulları klimatolojisi oluşturulmuştur. Bu klimatolojide 1979–2014 periyodu için mevcut olan ECMWF ERA-interim verisi kullanılmıştır. Klimatoloji yalnız Türkiye için değil, Avrupa, Orta Doğu ve Kuzey Afrika’yı içeren bir domain için üretilmiştir. Surface-based Convective Available Potential Energy (SBCAPE), Mixed-layer Convective Available Potential Energy (MLCAPE), Most Unstable Convective Available Potential Energy (MUCAPE), Surface-based Convective Inhibition Energy (SBCIN), Mixed-layer Convective Inhibition Energy (MLCIN), Most Unstable Convective Inhibition Energy (MUCIN), Surface-based Lifting Condensation Level (SBLCL), Mixed-layer (lowest 500m) Lifting Condensation Level (MLLCL), 0–6 km wind shear, 0–3 km wind shear, 0–1 km wind shear ve orta troposferik (700–500- hPa) lapse rate (LR7050) değerleri domain içerisindeki tüm grid noktalarında 35yıl için hesaplanmıştır. Ayrıca kompozit parametrelerin şiddetli konvektif fırtınaları tespit etmedeki başarısının müstakil parametreler karşındaki üstünlüğü bilindiğinden (örn. Davies ve Johns 1993, Johns vd. 1993, Craven ve Brooks 2004, Gensini ve Ashley 2011) MLCAPE ve 0–6 km wind shear çarpımlarına dayalı bir parametre yardımıyla şiddetli konvektif fırtınalarının bu coğrafyadaki proxy dağılımları incelenmiştir. Bölge üzerindeki CAPE dağılım paternlerinde ITCZ, Akdeniz, Kızıl Deniz ve Umman Denizi’nin yoğun etkisi görülmektedir. Bu etki sadece denizler üzerinde sınırlı kalmayıp, bu denizlere kıyısı olan karalar üzerinde de gerçekleşmektedir. CAPE değerlerinin mevsimsel salınımı çok belirgin bir döngü sergilemektedir. En yüksek CAPE değerleri yazın, en düşük CAPE değerleri ise kışın mevcuttur. Geçiş mevsimlerine bakıldığında CAPE değerlerinin Akdeniz, Kızıl Deniz, Umman Denizi ve çevrelerinde sonbaharda ilkbahara oranla daha yüksek olduğu görülür. Bu büyük su kütleleri yazın gerçekleşen maksimum seviyedeki güneşlenmenin ardından haftalarca sıcak kalarak sonbaharda bölge için önemli bir ısı ve nem kaynağı teşkil eder ve yüksek CAPE değerlerine neden olurlar. Bu etki, yüksek enlemlerinden dolayı yazın daha az ısınan Karadeniz ve Hazar Denizi’nin güney kesimlerinde de az da olsa görülür. En yüksek 0–6 km rüzgâr kayması değerleri ise kuvvetlenen jet rüzgârlarına bağlı olarak kış aylarında jeti takip eden bir kuşak üzerinde görülür. Domain içerisinde şiddetli konvektif fırtına oluşumu için en önemli bileşenleri teşkil eden yüksek CAPE değerleri ve yüksek rüzgâr kayması değerlerinin kesişiminin gerçekleşmesinin en muhtemel olduğu dönem bahar ayrında ve Güney Avrupa, Kuzey Afrika ve Türkiye’yi içeren zonal bir kuşak üzerindedir. Somali ve Umman Deniz’i üzerinde Haziran’dan Eylül’e kadar gözlemlenen ve Somali aşağı seviye jeti ile ilişkili olan ekstrem 0–1 km rüzgar kayması değerleri aynı aylarda bölgede gözlemlenen yüksek CAPE değerleri düşünüldüğünde oldukça dikkat çekicidir. Ayrıca, konvektif fırtına çevre koşullarının mevsimsel ve coğrafi dağılımlarının Türkiye hortum ve iri taneli dolu klimatolojileri ve mevcut gök gürültülü fırtına gözlemleri ile oldukça uyumlu olduğu görülmektedir.
-
ÖgePerez Dış Ortam Gün Işığı Aydınlık Modelinin Adaptif Ağ Tabanlı Bulanık Çıkarım Sistemi (ANFIS) Temelinde Geliştirilmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2018) Durna, Bihter ; Şahin, Ahmet Duran ; 10222381 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringGünümüzde, aydınlatmadan havalandırmaya, cep telefonlarından bilgisayarlara ve evlerden fabrikalara kadar kullandığımız cihazlar için elektrik enerjisi gerekmektedir. Başka bir ifadeyle, hayatımızda elektrik enerjisi vazgeçilmezdir. Enerji üretimi çoğunlukla fosil yakıt yanması ile elde edilmektedir. Bununla birlikte, fosil yakıtların yakılması, küresel ısınmaya ve iklim değişikliğine neden olan CO2, SO2 ve NO2 emisyonlarını arttırmaktadır. Fosil yakıtların olumsuz etkilerinden dolayı, enerji tüketiminde tasarruf sağlamak ve üretim için doğal enerji kaynaklarını kullanmak daha büyük önem kazanmıştır. Güneş tüm canlılar için temel, sınırsız ve en önemlisi en doğal kaynaktır. Gün ışığı ile aydınlatma, konforlu ve yüksek yaşam standartlarının sağlanması için en önemli parametrelerden biridir. Özellikle aydınlatma mühendisleri şehirlerdeki dış ortam koşullarını iyi bilmelidir. Bunun yanında binalardaki elektrik tüketimleri de önemli bir oranı oluşturmaktadır. Yapılarda doğal aydınlatma yerine, genellikle yapay aydınlatma araçları kullanılmakta ve bu durum çok daha fazla elektrik tüketimine neden olmaktadır. Doğal aydınlatma teknolojilerinin geliştirilmesi enerji tasarrufu sağlayacak ve ek katkı olarak insan yaşamına uygun olan sağlıklı koşulların oluşmasını sağlayacaktır. Son zamanlarda doğal gün ışığı birçok bina ve ilgili yapılara uygulanmaktadır. Gün ışığı aydınlık düzeyleri sadece bina tasarımcıları için değil aynı zamanda enerji analizi ile ilgili çalışan herkes için önemlidir. Genellikle meteoroloji birimleri tarafından global güneş radyasyonu ölçümleri rutin olarak yapılmaktadır. Global güneş radyasyonunun bilinmesinin gerekli olduğu kadar aydınlık düzeylerine de ihtiyaç bulunmaktadır. Dünyada ve özellikle ülkemizde malesef yeteri kadar aydınlık düzeyi ölçümü bulunmamaktadır. Dolayısıyla uygulamada bu eksiklik yeterince giderilememektedir. Bu çalışmada, bahsedilen açığın giderilmesi amaçlanarak İstanbul geneli için aydınlık düzeyi kestirimi yapılmıştır. Çalışma 2015-2017 yılları arasında İstanbul'da ölçülen yatay global gün ışığı aydınlık düzeyi verilerini ve İstanbul ve çevresinde ölçülen yatay global güneş ışınımı verilerini incelemektedir. Bu kapsamda ilk aşama olarak İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ) meteoroloji gözlem parkına aydınlık düzeyi ölçüm sensörü kurulmuştur. Kurulan aydınlık düzeyi ölçüm sensörü ile birlikte aynı istasyonda daha önceden kurulmuş olan piranometreden eş zamanlı alınan güneş ışınımı ölçümleri değerlendirilmiştir. Sonraki aşamada, İTÜ istasyonu referans alınarak, İstanbul ve çevresinde yer alan 7 istasyonda daha güneş ışınımı ölçümleri yapılmış ve belirlilik katsayısına bağlı olarak aralarındaki bağlantılar ilişkilendirilmiştir. Tüm istasyonlarda ölçülen global güneş ışınımı ve İTÜ istasyonunda ölçülen aydınlık düzeyleri arasında, R2 değerinin zaman zaman 1.0 a yaklaştığı bir ilişki bulunmaktadır. Sonuçlardan yansıyan bu güçlü korelasyon, diğer istasyonlarda ölçülen güneş ışınımı değerlerinin İTÜ'de yapılan aydınlık düzeyi ölçümleriyle karşılaştırılmasına olanak sağlamaktadır. Bir sonraki adımda, bulunan ilişkiler esas alınmak suretiyle, İTÜ istasyonunda ölçülen aydınlık düzeyleri kullanılarak diğer istasyonlar için aydınlık düzeyi değeri hesaplanmaya çalışılmıştır. Ölçüm alınan bölgede veya bölgeden uzak olan alanlar için güneş radyasyonu değerleri Kriging ile interpolasyona tabi tutulmuştur. Bulunan sonuçlar itibari ile İstanbul geneli ve çevresi için aydınlık haritaları oluşturulmuştur. Özellikle İstanbul'un güney kısımlarında gün ışığının makul seviyelerde olduğu değerlendirilmektedir. Sonuç olarak, güneş ışınımı ile dış aydınlık düzeyleri arasında oldukça yüksek bir ilişki vardır. Dolayısıyla güneş ışınımına bağlı olarak aydınlık düzeyi hesabı yapılabilecektir. Günümüzde dış ortam gün ışığı aydınlık düzeyi bilgisi dünyada birçok ülke tarafından araştırılmaktadır. Bunun için uluslararası gün ışığı ölçüm programı çalışmaları yapılmış ve birçok araştırmacı tarafından gün ışığı aydınlık düzeyi modelleri geliştirilmiştir. Bugüne kadar birçok aydınlık düzeyi modeli geliştirilmesine karşın günümüzde en çok bilinen ve sıklıkla referans alınan modellerden biri olan Perez ve ark. tarafından geliştirilmiş aydınlık düzeyi modeli oldukça başarılı bulunmaktadır. Çalışmanın diğer bir adımında, ölçümü yapılan aydınlık düzeyi verileri ile Perez model sonuçları karşılaştırılmış ve ilk bakışta uyumlu sonuçlar elde edilmiştir. Hesaplanan istatistiksel hata sonuçlarında ise başarılı bir modelden beklenenden daha yüksek hata değerleri elde edilmiştir. Bunun için ölçüm değerleriyle gayet uyumlu olan bu model, birtakım iyileştirmeler vasıtasıyla geliştirilmiştir. Meteorolojik değişkenlerden biri olan yağışa geçebilir subuharı miktarının bilinmesi, dış ortam gün ışığı aydınlık düzeyi hesaplamaları için önemli bir adımı oluşturmaktadır. Yukarıda bahsedildiği üzere literatürde en çok kullanılan modellerden biri olan Perez gün ışığı aydınlık düzeyi hesaplama modelinde temel olarak dört atmosferik değişkenden biri olarak yağışa geçebilir subuharı miktarı kullanılmaktadır. Modelde kullanılan yağışa geçebilir subuharı ifadesi yerine daha önce yapılan bir çalışmada İstanbul için özel olarak türetilmiş olan denklem kullanılmıştır. Bu sayede model bölgeye özgü hale getirilebilmiş ve ölçümlere daha yakın sonuçlar elde edilmiştir. Bunun yanında Perez aydınlık modelinde hesaplanan gökyüzü açıklığı ε ifadesinin aldığı değerlere göre gökyüzü kapalılık oranı sekiz kategoride incelenmiştir. Bu ayrık sınıflandırma sonucunda belirlenen modelde kullanılan katsayıların da yine bir sınıftan diğerine atlarken önceki ve sonraki aldığı değer arasında herhangi bir geçiş söz konusu olmamaktadır. Tez çalışmasında aradaki keskin sınıf geçişlerini yumuşatmak için bulanık mantık temelli bir yapay zeka yöntemi olan Adaptif Ağ Tabanlı Bulanık Çıkarım Sistemi (Adaptive-Network Based Fuzzy Inference Systems- ANFIS) yaklaşımı benimsenmiştir. Sonuçta Perez modelinde kullanılan sabit katsayılar yerine, her sınıfta komşuluk ağırlığına göre değişen katsayılar hesaplanmış ve süreklilik konseptini içeren bir bulanık model oluşturulmuştur. Son olarak Perez modelinde kullanılan sekiz ayrık sınıfa alternatif 15, 7 ve 3 sınıflı bulanık modeller ve yine 4 ve 2 ayrık sınıflı bulanık olmayan (klasik) modeller oluşturulmuştur. Bununla birlikte sabit katsayılı ve sabit sınıflı olarak oluşturulan klasik Perez modeli yerine alternatif modellerden istenilenin kulllanılması seçeneği öne çıkmıştır. Tüm modellerden elde edilen sonuçlar, ölçüm değerleri ve klasik Perez ile karşılaştırılmış ve model hatalarına göre değerlendirmeler yapılmıştır. Hata karşılaştırmasında istatistikte en çok kullanılan Yüzde Bağıl Hata (Percentage Relative Error, RE), Yüzde Karesel Ortalama Hatanın Karekökü (Percentage Root Mean Square Error, RMSE) ve Yüzde Ortalama Sapma Hatası (Percentage Mean Bias Error, MBE) değerleri karşılaştırılmıştır. Bunlara ek olarak, hesaplanan sonuçları değerlendirmede "yakalama olasılığı" (probability of detection, POD) ve "yanlış uyarı oranı" (false alarm ratio, FAR) istatistiksel yaklaşımları da kullanılmıştır. Modele yapılan katkılar, olumlu sonuçlar elde edilmesini sağlamıştır. Günümüzde enerji verimliliği konusu oldukça önemli bir yere sahiptir. Bu çalışmanın özellikle enerji verimliliği ve gün ışığı tasarımı konularıyla ilgilenen araştırmacılar için faydalı olacağı düşünülmektedir. Tezde önerilen metot ile ülkemiz menfaatine olarak günümüzde yapılmak istenen enerji tasarrufuna katkı sağlanacaktır.
-
ÖgeInfluences Of Atmospheric Blocking Over Turkey: Climatological Analysis(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2019) Efe, Bahtiyar ; Deniz, Ali ; 10263639 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringBir bölgede görülen meteorolojik koşulların belirli bir süreden daha fazla gözlemlenmesine sebep olan olaya engelleme denir. Atmosferik engelleme eğer kış aylarında meydana gelirse, çok düşük sıcaklıklara, kuvvetli kar yağışına sebep olurken ilkbahar ya da yaz aylarında görülürse yüksek sıcaklıklara ve kuraklığa sebep olabilir. Engelleme olayına bu ismin verilmesinin sebebi yukarı seviyede oluşan jeti engellemesidir. 300 mb. ve daha yukarı seviyedeki 60 knot veya daha fazla şiddete sahip rüzgârlara jet denir. Jetler kuzey yarımkürede ve güney yarımkürede batıdan doğuya doğru eserler kısaca yukarı seviye rüzgârları batılıdır. Fakat herhangi bir bölgede, yer seviyesinde bir yüksek basınç merkezinin bulunması durumunda yukarı seviyedeki rüzgarlar yüksek basınç merkezinin bulunduğu bu bölgeye girememekte, zonal (batı doğu doğrultusunda) olan yukarı seviye rüzgarları meridyonel (kuzey – güney doğrultusunda) hale gelmekte bazen de doğudan batıya doğru (retrograt hareket) esmektedirler. Yüksek basınç sisteminin belirli bir yerde uzun süre (5 gün ve daha fazla) kalması durumuna engelleme olayı denilmektedir. Engelleme olayının seçilmesinin sebebi, olayın hem hava şartlarına hem de insanlar, canlılar ve çevre üzerine etkilerinin kuvvetli olmasıdır. Örnek vermek gerekirse 2010 yılı Haziran ve Ağustos ayları arasında Rusya'yı etkileyen engelleme olayında, orman yangınları artmış, hava kalitesinin düşmesinden ve yüksek sıcaklıklardan dolayı Moskova'da ölüm oranları 700 kişi/gün ile ortalama değerinin iki katına çıkmıştır Yine aynı dönemde, Moskova'da son 130 yılın en yüksek sıcaklık değeri (37.8 oC) ölçülmüştür. Engelleme ile ilgili ilk çalışma, 1900lü yılların başında yapılmış olup, 1940'lı yıllarda engellemenin bölgesel iklimler üzerine etkileri ile ilgili birkaç çalışma yapılmıştır. İkinci Dünya Savaşı sonrasında yukarı seviye verilerinin temininin artması ile yukarı seviye haritaları çizilmeye başlamıştır ve engelleme ile ilgili çalışmaların sayısı artmıştır. İlk çalışmalarda, öznel olarak yapılan engelleme tanımları, sonraları engelleme tespitini bilgisayarlar ile kolaylıkla yapabilmek için daha nesnel hale getirilmeye çalışılmıştır. Engelleme olayı, araştırmacılar tarafından farklı yaklaşımlarla (dinamik, klimatolojik) hem oluştuğu bölgedeki etkilerini hem de uzaktaki bölgelerdeki etkilerini gözönünde bulunduracak şekilde incelenmiştir. Bu çalışmalardan bir kısmı engellemenin klimatolojik özellikleri, engelleme tespit yöntemleri, engellemenin tahmin edilmesi gibi konulara yoğunlaşırken bir kısmı da engellemenin meteorolojik değişkenler üzerine etkisi üzerine araştırmalar yapmıştır. Atmosferik engelleme ile meteorolojik değişkenler arasındaki ilişki Türkiye için şimdiye kadar detaylı bir şekilde incelenmemiştir. Bu çalışmanın amacı atmosferik engelleme olayı ile sıcaklık anomalisi, ortalama yağış sıklığı ve uç sıcaklık değişkenleri arasındaki ilişkiyi ortaya koymaktır. Bu çalışmada 1977 ve 2016 yılları arasındaki dönem için atmosferik engelleme olayı ile meteorolojik değişkenler arasındaki ilişki incelenmiştir. Kullanılan sıcaklık, yağış, maksimum ve minimum sıcaklık verileri Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden belirtilen periyot için alınmıştır. Çalışmada sadece belirtilen aralık için tam veri sayısına sahip olan 77 istasyon kullanılmıştır. Atmosferik engelleme olayının tespit edilmesi için gerekli olan 500 hPa jeopotansiyel yükseklik verisi ise National Center for Environmental Protection (NCEP) – National Center for Atmospheric Research (NCAR) Reanalysis 1 veri setinden alınmıştır. Bu veri seti 2.5o x 2.5o mekansal (enlem - boylam) çözünürlüğe sahiptir. NCEP – NCAR Reanalysis 1 veri seti hem yer seviyesi için hem de çeşitli basınç seviyeleri için çok sayıda değişkeni içermektedir. NCEP – NCAR 500 hPa verisi araştırmacılar tarafından engelleme tespitinde sıklıkla kullanılan bir veri setidir. Engelleme tespiti için kullanılan bölge 20o Batı - 90o Doğu boylamları ve 30o Kuzey - 90o Kuzey enlemleri arasında kalan bölgedir. Bu bölgede oluşan engelleme olayları Türkiye'yi etkileyebileceği için bu bölge seçilmiştir. İncelenen zaman diliminde atmosferik engellemenin özellikleri çalışma alanı için hesaplanmıştır. Buna göre ortalama engelleme şiddeti mevsimlere göre ayrı ayrı değerlendirildiğinde minimum değer 1.91 ile yaz mevsimine ait iken, maksimum değer 2.65 ile kış mevsimine aittir. İlkbahar ve sonbahar için ortalama engelleme şiddeti değerleri ise sırası ile 2.31 ve 2.36'dır. Bütün engelleme olaylarının ortalama şiddeti ise, 2.41'dir. Engelleme olaylarının ortalama süresinin en yüksek olduğu mevsimler 9.2 gün ile kış ve ilkbahar mevsimleridir. Yaz ve sonbahar mevsimlerinde gözlemlenen engelleme olaylarının ortalama süresi ise sırasıyla 8.4 ve 8.1 olup, bu değer tüm veri için 8.8 gündür. Çalışma bölgesindeki ortalama engelleme sayısı 3.9 ile en yüksek ilkbahar mevsiminde iken kış, yaz ve sonbahar mevsimlerindeki ortalama engelleme sayısı, sırasıyla 2.7, 2.5 ve 2.6'dır. Yıllık ortalama engelleme sayısı ise 11.7 olarak hesaplanmıştır. Engelleme olaylarının boylamsal uzunluğu incelendiğinde kış mevsiminin ortalama 29 boylam ile en yüksek değere sahip olduğu görülmüştür. En küçük değer ise 25 boylam ile yaz ve sonbaharda görülmüştür. İlkbahar mevsimindeki engelleme olaylarının ortalama boylamsal uzunluğu 27 boylam olup, bu değer tüm veri için 28 gündür. Sıcaklık anomalisi incelenen ilk parametre olup, her bir istasyon için kendisine ait verilerden, bulunduğu mevsimdeki verilerin ortalaması çıkarılacak hesaplanmıştır. Mevsimsel ortalama sıcaklık anomalisi değerleri bütün istasyonlar göz önüne alındığında, -2.1o C ile 0.8o C değerleri arasında değişmektedir. Bütün istasyonların mevsimsel değişimi incelendiğinde 4 tane temel örüntü görülmektedir. Birinci örüntü, kış mevsiminde minimum anomali değeri (negatif değerlerde), ilkbaharda artarak 0'a yaklaşan anomali, yazın ilkbahara göre hafifçe artan ya da azalan anomali değeri ve son olarak ani bir şekilde negatif değerlere düşen anomali olarak tanımlanabilir. Bu örüntü daha çok Karadeniz, Marmara ve Ege kıyılarında görülmüştür. İkinci örüntü, soğuk mevsimlerde neredeyse aynı negatif anomali değerleri, sıcak mevsimlerde ise 0 oC civarında anomali ile ifade edilebilir. Bu örüntü, İç Anadolu Bölgesi'nde ve Karadeniz Bölgesi'nin iç kesimlerinde daha çok görülmektedir. Üçüncü örüntü, kış mevsiminde negatif anomali, ilkbaharda +0.5 oC'ye yükselen pozitif anomali ve yaz ile sonbaharda tekrar negatife düşen anomali değerleri ile tarif edilebilir. Bu örüntü, daha çok Güneydoğu Anadolu Bölgesi'nin güneyindeki şehirlerde görülmektedir. Son örüntü ise ilkbaharda 0 oC civarında pozitif anomali, diğer mevsimlerde ise aynı büyüklüğe sahip negatif anomali değerleri ile ifade edilebilir. Bu örüntü ise daha çok Marmara Bölgesi'nde ve Ege Bölgesi'nin güneyinde görülmektedir. Engelleme olan günler ile engelleme olmayan günlerdeki sıcaklık anomalisi değerleri arasındaki fark eğrisi bütün durumlarda engellemeli günlere ait eğriye benzer bir durum sergilemektedir. Bu ise engelleme olaylarının incelenen dönemin sadece %30'unda görülmesine rağmen yüzey sıcaklıkları üzerindeki etkisini göstermektedir. Ortalama mevsimsel anomalilerin engelleme olan günlerdeki yersel dağılımını incelediğimiz zaman kış (Aralık, Ocak ve Şubat ayları) ve sonbahar (Eylül, Ekim ve Kasım ayları) mevsiminde nerede ise bütün istasyonların negatif anomali değerlerine sahip olduğu görülmektedir. İlkbahar (Mart, Nisan ve Mayıs ayları) ve yaz (Haziran, Temmuz ve Ağustos ayları) mevsimlerinde engellemeli günlerdeki ortalama mevsimsel anomali değerleri ise o0 civarındadır. Kuvvetli anomali olan günlerdeki birleşik (kompozit) 500 hPa ve 850 hPa haritaları incelendiğinde, negatif anomaliye sahip engelleme olaylarında Türkiye'nin batı bölgelerinin kuvvetli soğuk hava adveksiyonundan etkilendiği görülürken, pozitif anomaliye sahip engelleme olaylarında Türkiye'nin doğu bölgelerinin kuvvetli sıcak hava adveksiyonundan etkilendiği görülmektedir. Engelleme olayının çeşitli özellikleri ile Türkiye için ortalama sıcaklık anomalisi arasındaki ilişki de incelenmiştir. Engelleme şiddeti ile ortalama sıcaklık anomalisi arasında ilkbahar hariç %95 anlamlılık seviyesinde negatif ilişki bulunmuştur. Engelleme süresi ve engellemenin boylamsal genişliği ile ortalama sıcaklık arasında kış mevsimi hariç anlamlı bir ilişki bulunamamıştır. Kış aylarında bu iki parametre ile ortalama sıcaklık anomalisi arasında %95 anlamlılık seviyesinde zayıf negatif bir ilişki bulunmuştur. İstasyonların engelleme olan günlerdeki ortalama sıcaklık anomalisi mevsimsel olarak incelendiğinde, çok kuvvetli pozitif sıcaklık anomalilerinin çok nadir gözlendiği görülmüştür. Hatta yaz ve sonbahar mevsimlerinde hiç bir istasyonda çok kuvvetli pozitif anomaliler gözlemlenmemiştir. Türkiye'nin kuzey bölgelerinde kuvvetli ve çok kuvvetli negatif sıcaklık anomalileri bütün mevsimlerde gözlenmiştir. Bu bölge engellemenin antisiklonik kısmının sağ kanadında bulunmakta olup soğuk hava adveksiyonundan en çok etkilenen bölgedir. Ülkenin batı bölgelerinde, çok kuvvetli, kuvvetli ve mutedil negatif sıcaklık anomalileri gözlemlenirken, orta kesimlerde daha çok mutedil negatif anomaliler gözlemlenmektedir. Ülkenin doğu bölümünde ise mutedil sıcaklık anomalileri gözlemlenmektedir. Çok kuvvetli pozitif ve negatif anomaliye sahip engelleme olaylarının 500 hPa haritalarının analizi sonucu, her iki olayda da Rex tipi engelleme olayının gözlemlendiği görülmüştür. Bununla birlikte iki engelleme olayının konumları birbirinden farklıdır. İncelenen ikinci meteorolojik parametre ise yağıştır. Yağış ile atmosferik engelleme arasındaki ilişki, ortalama yağış sıklığı ile ifade edilmiştir. Yağış sıklığı belirtilen bir olayın kapsadığı zamanda, yağışlı günlerin toplam günlere olan oranı şeklinde tanımlanmıştır. Ortalama yağış sıklığı ise, yağış sıklığının belirtilen dönem için ortalaması alınarak elde edilmiştir. Ortalama yağış sıklığı bütün veri için engelleme olan günlerde 0.15 ile 0.43 arasında değişirken, engelleme olmayan günlerde 0.12 ile 0.38 arasında değişmektedir. Bütün veri için engelleme olan günlerdeki ortalama yağış sıklığı, engelleme olmayan günlerdeki yağış sıklığına göre %12 ile %38 arasındaki değerlerde artış göstermektedir. Ortalama yağış sıklığı mevsimsel olarak incelendiğinde, kış mevsiminde, engellemeli günlerde ülkemizdeki istasyonların daha büyük ortalama yağış sıklığı değerlerine sahip olduğu görülmüştür. Engelleme olan günlerdeki ortalama yağış sıklığı, engelleme olmayan günlerdeki yağış sıklığına göre her mevsimde artış göstermektedir. Bu artış en fazla yaz mevsiminde olmaktadır. Bunun sebebi ise yaz mevsiminde hem engelleme olan günlerdeki hem de olmayan günlerdeki ortalama yağış sıklığı değerlerinin küçük olmasıdır. Engelleme olayının özellikleri ile ortalama yağış sıklığı arasındaki ilişki incelendiğinde, en büyük ortalama yağış sıklığı değerlerinin, engelleme olayı 0o – 30o Doğu boylamları arasındaki bölgede gerçekleştiği zaman elde edildiği sonucuna varılmıştır. Engelleme olayının bu bölgede gerçekleştiği durumlarda ortalama yağış sıklığı değerinin ortalaması 0.27 olup en küçük ve en büyük değerler sırası ile 0.17 ve 0.51'dir. Engelleme şiddeti ile ortalama yağış sıklığı arasında yaz ve sonbahar mevsimlerinde pozitif bir ilişki vardır. Her iki mevsimdeki ilişki %95 anlamlılık seviyesinde olup yaz için korelasyon katsayısı 0.35, sonbahar için ise 0.43'tür. Engellemenin boylamsal uzunluğu ile ortalama yağış sıklığı arasında yine yaz ve sonbahar mevsimlerinde %95 seviyesinde pozitif bir ilişki olup korelasyon katsayısı değerleri sırası ile 0.29 ve 0.25'tir. Engelleme süresi ile ortalama yağış sıklığı arasında hiç bir mevsimde bir ilişki bulunamamıştır. Her bir mevsimdeki en yüksek ve en düşük ortalama yağış sıklığına sahip engelleme olayları incelendiğinde, en yüksek ortalama yağış sıklığına sahip olaylarda batılı akışlar sayesinde Türkiye'ye nem adveksiyonu olduğu görülmektedir. Yağış sıklığı için son olarak bir durum çalışması yapılmış ve en yüksek ortalama yağış sıklığına sahip olan olay incelenmiştir. Bu engelleme olayı 31 Ekim ile 5 Kasım 2009 tarihleri arasında gerçekleşmiş ve bu zaman diliminde ortalama yağış sıklığı 0.73 olarak hesaplanmış, ortalama toplam yağış ise 63.4 mm. olarak ölçülmüştür. İncelelenen son parametre ise uç sıcaklık değerleri olmuştur. Her iki uç sıcaklık değeri yaz ve kış mevsimi için değelendirilmiştir. Uç sıcaklıklar hesaplanırken, eşik değeri yaklaşımı kullanılmıştır. Buna göre bir maksimum sıcaklık değerinin uç maksimum sıcaklık (Tx) olabilmesi için, 99. persentildeki maksimum sıcaklık değerinden büyük olması gerekir. Benzer yaklaşımla, bir minimum sıcaklık değerinin uç minimum sıcaklık (Tn) olabilmesi için, 1. persentile karşılık gelen minimum sıcaklık değerinden küçük olması gerekir. Yaz aylarında bütün istasyonlar için Tx görülme sıklığı %0.5 ile %0.8 arasında değişirken Tn görülme sıklığı %0.4 ile %2.0 arasında değişim göstermektedir. Kış aylarında ise, Tx görülme sıklığı %0.0 ile %1.0 arasında değişirken Tn görülme sıklığı %0.8 ile %2.4 arasında değişim göstermektedir. Atmosferik engelleme olayının kış aylarında daha fazla soğutucu etkiye sahip olduğu açıkça görülmektedir. Yaz mevsiminde, engelleme olayı en doğudaki sektörde (60o – 90 o Doğu boylamları arasında) konumlandığı zaman Tx ve Tn değerlerinin görülme sıklığı en yüksek değerde olmaktadır. Kış mevsiminde ise Tx en yüksek görülme sıklığı değerine engellemenin ortalama konumu en batıdaki sektörde (20o Batı – 0 o boylamları arasında) iken, Tn ise en doğudaki sektörde (60o – 90 o Doğu) iken sahip olmuştur. Engelleme şiddeti, yaz aylarında Tx görülme sıklığını etkilemez iken Tn görülme sıklığını artırmaktadır. Kış için ise, engelleme şiddetinin artması, en yüksek Tx ve Tn değerlerini azaltmaktadır. Yaz mevsiminde en büyük Tx ve Tn değerleri engellemenin boylamsal uzunluğu büyüdükçe artmaktadır. Kış mevsiminde ise, en büyük Tx değeri engellemenin boylamsal uzunluğu arttıkça azalırken, en büyük Tn değeri artmaktadır. Engelleme süresi yaz aylarında en büyük Tx değerini artırırken Tn için bu şekilde doğrusal bir ilişki söz konusu değildir. Yaz aylarında en büyük Tn değeri kısa süreli olaylarda görülürken en küçük Tn değeri ortalama süreli olaylarda görülmektedir. Kış mevsiminde, engelleme süresi Tx görülme sıklıklarında azalmaya sebep olurken Tn görülme sıklıklarında artmaya sebep olmaktadır.
-
ÖgeTrakya'da Su Ayak İzinin Tarımsal Ekosistemde Belirlenmesi Ve Modellenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Yeşilköy, Serhan ; Şaylan, Levent ; 636926 ; Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim DalıGünümüzün en önemli çevresel problemi olan iklim değişikliği ile mücadelede mevcut durumun belirlenmesi üzerine birçok farklı alanda çalışmalar sürdürülmektedir. Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli'nin (IPCC) oluşturulmasıyla ve iklim değişikliği ile mücadele kapsamında 7'şer yıllık dönemlerde değerlendirme raporları yayınlanmaktadır. 2013 yılında yayınlanan sonuncu 5. Değerlendirme Raporunda (AR5) belirtildiği üzere ilerleyen dönemlerde deniz seviyesinin yükselmesi, hava sıcaklıklarının artması, yağış miktarının düzensizleşmesi, kuraklığın şiddetlenmesi ve ekstrem hava olaylarında artış beklenmektedir. Ülkemizin de bulunduğu Akdeniz Havzasında ise iklim değişikliği etkilerinin önemli miktarda gıda, hayvancılık, turizm, sigortacılık vb. birçok farklı sektör üzerinde baskı oluşturacağı belirtilmektedir. Son yıllarda tarım sektörünün iklim değişikliğine uyum araştırmaları ile ilgili önemli çalışmalar yapılmıştır. Su ayak izi (SAİ) kavramı, 2002 yılında ortaya konulan bir göstergedir. Günümüze kadar farklı sektörlerde farklı yaklaşımlarla SAİ belirlenmesi ile ilgili oldukça fazla çalışma bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında da Türkiye'deki tarım sektörünün önemli alanlardan Trakya'da yaygın olarak yetiştiriciliği yapılan ayçiçeği ve kışlık buğday bitkilerinin SAİ miktarları 2014-2018 yılları arasındaki arazi ölçümlerinden yararlanılarak hesaplanmıştır. Bitkiler için SAİ miktarı hesaplanırken uluslararası kabul görmüş AquaCrop, DSSAT ve WOFOST bitki gelişimi simülasyonu modelleri ve arazi ölçümlerinin kullanıldığı toprak su dengesi yöntemi kullanılmıştır. Kullanılan bu üç model, 2014-2018 yılları arasında ayçiçeği ve kışlık buğday bitkilerinin gelişim gösterdiği yıllardaki meteorolojik, bitki ve toprak verileri kullanılarak bitki verimlerine göre kalibre edilmiştir. Kalibrasyon işlemi tamamlandıktan sonra bitki SAİ miktarlarının hesaplanması için modellerin kabullerine göre hesaplanan gerçek evapotranspirasyon (ET) değerleri ve efektif yağış (Peff) miktarı arasındaki bağıntılar ve verim değerleri kullanılarak kuru koşullarda yetiştirilen ayçiçeği ve kışlık buğday bitkilerinin SAİ değerleri hesaplanmıştır. Ayrıca meteorolojik ve toprak su içeriği verileri toprak su dengesi yöntemi kullanılarak gerçek ET hesaplanmış olup SAİ değerleri arazi ölçümleri ile hesaplanmıştır ve modeller ile karşılaştırılmıştır. Modellerin kalibrasyon işlemlerinin tamamlanmasıyla birlikte bu modellerin meteorolojik faktörlerdeki değişimlerin bitki verim ve SAİ miktarları üzerindeki değişimlerinin belirlenmesi için hassasiyet analizi yapılmıştır. Trakya'da iklim değişikliğinin etkilerinin tarımsal ekosistemde belirlenebilmesi için öncelikle 2099 yılına kadar HadGEM2-ES modeli tarafından üretilmiş ve HIRHAM5 bölgesel iklim modeli ile istatistiksel olarak altölçeklendirilmiş 0.11° (~12.5 km) yatay çözünürlüğüne sahip EURO-CORDEX verileri iyimser (RCP 4.5) ve kötümser (RCP 8.5) senaryolar için edilmiştir. Modeller tarafından 1971-2099 yılları arası için günlük olarak üretilen bu verilerin bölgenin durumunu temsil edebilmesi için yanlılık (bias) düzeltmesi uygulanması gerekmektedir. Bunun için 1971-2000 yılları arasındaki model ve ölçüm verileri karşılaştırılıp elde edilen farklılıkların ilerideki verilere uygulanması esasına dayanmaktadır. Model verilerinin düzeltilmesi için birçok farklı yöntem bulunmaktadır. Maksimum, minimum ve ortalama sıcaklık verilerinin düzeltilmesi mevsimsel ortalama yanlılık düzeltmesi; yağış, bağıl nem, rüzgar şiddeti, global radyasyon değişkenleri için kantil haritalama yöntemi kullanılmıştır. Trakya'da uzun dönem ölçüm yapan 9 farklı istasyon tarafından ölçülen günlük veriler Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden temin edilerek CORDEX verilerinin düzeltilmesinde kullanılmıştır. Düzeltilmiş veriler ile bölgenin sıcaklık, yağış vb. meteorolojik değişkenlerin ileriye yönelik durumları ayçiçeği ve kışlık buğday bitkilerinin gelişme dönemleri için belirlenmiştir. Ayçiçeği bitkisinin gelişim gösterdiği aylarda bölge genelindeki ortalama sıcaklık değişimi RCP 4.5 ve 8.5 senaryolarında sırasıyla 4.1°C ve 6.9°C miktarında artmıştır. Yağış miktarındaki değişim ise RCP 4.5 ve 8.5 senaryolarında sırasıyla %19.9 ve %53.1 oranında azalacağı hesaplanmıştır. Kışlık buğday bitkisinin gelişim gösterdiği aylardaki bölgedeki ortalama sıcaklık değişimi RCP 4.5 ve 8.5 senaryolarında sırasıyla 3.3°C ve 6.2°C miktarında artmıştır. Yağış miktarındaki değişimi ise RCP 4.5 senaryosunda %15.1 artış; RCP 8.5 senaryosunda %16.7 azaldığı hesaplanmıştır. Model kalibrasyonunun yapıldığı Edirne, Kırklareli ve Tekirdağ illerindeki RCP 4.5 ve 8.5 senaryoların için elde edilen zaman serileri AquaCrop, DSSAT ve WOFOST modellerinde ayçiçeği ve kışlık buğday bitkileri için simülasyonlar yapılmıştır. Ayrıca, bu simülasyonlar yapılırken her yıldaki RCP 4.5 ve 8.5 senaryoları için belirlenmiş CO2 konsantrasyon miktarları modellere girilmiştir. Ayçiçeği bitkisi için RCP 4.5 senaryosuna göre çalıştırılan modellerin sonuçlarına göre 2099 yılına kadar verim ve SAİ miktarındaki değişim AquaCrop modelinde %14.3 ve %26.6; DSSAT'ta %15.6 ve %30.8 azaldığı; WOFOST'ta ise %25.9 azaldığı ve %7.6 oranında arttığı tahmin edilmiştir. RCP 8.5 senaryosundaki verim miktarı ise AquaCrop, DSSAT ve WOFOST modellerinde sırasıyla %10.1, %18.6 ve %35.6 oranında azaldığı; SAİ miktarı ise %61.2, %62.1 ve %38.5 oranında azaldığı belirlenmiştir. Buğday bitkisinin RCP 4.5 ve 8.5 senaryoları verim miktarındaki değişim AquaCrop'ta %18.3 ve %27.7 arttığı; DSSAT'ta %17.3 ve %20.6 azaldığı; WOFOST'ta %9.4 arttığı ve %2.0 azaldığı hesaplanmıştır. SAİ değişimi ise AquaCrop'ta %63.4 ve %75.7 azaldığı; DSSAT'ta %26.8 arttığı ve %25.9 azaldığı; WOFOST'ta %24.5 ve %50.1 azaldığı hesaplanmıştır. Bu simülasyonların yanında Trakya'daki kuraklık durumunun belirlenebilmesi için yaygın olarak kullanılan SPEI, PDSI ve sc-PDSI indeksleri ile 2020 yılından 2099 yılına kadar ayçiçeği ve buğday bitkilerinin gelişim gösterdiği dönemlerdeki değerleri hesaplanmıştır. SPEI indekslerinin ileriye yönelik durumu ayçiçeği bitkisinin gelişim gösterdiği aylarda RCP 4.5 senaryosuna göre 3, 6, 9 ve 12 aylık hesaplamalarındaki kuraklık durumu normal civarı olarak belirlenmiştir. Bu durum RCP 8.5 senaryosunda da normal civarı olarak hesaplanmıştır. SPEI indeksinin buğday bitkisinin gelişim gösterdiği aylarda RCP 4.5 ve 8.5 senaryoları için 3, 6, 9 ve 12 aylık hesaplamalarındaki kuraklık durumu normal civarı olarak değerlendirilmektedir. Sc-PDSI indeksinin ileriye yönelik durumu ayçiçeği bitkisinin gelişim gösterdiği aylarda RCP 4.5 ve 8.5 senaryoları için normal civarı ve biraz kurak olarak hesaplanmıştır. Buğday bitkisinin gelişim gösterdiği aylarda RCP 4.5 ve 8.5 senaryoları için dönemsel ortalamalarında normal civarı olarak belirlenmiştir.