FBE- Meteoroloji Mühendisliği Lisansüstü Programı

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/7107

Gözat

Konu "Advection Of Ozone" ile FBE- Meteoroloji Mühendisliği Lisansüstü Programı'a göz atma
  • Öge
    Brewer - Dobson Sirkülasyonunun Üç Boyutlu Olarak İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016 -12-16) Özen, Cem ; 10117428 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological Engineering
    Brewer-Dobson sirkülasyonu (BDS), orta atmosferdeki (10-100km), ortalama kütle sirkülasyonudur ve tropikal stratosferde yukarı yönlü taşınım, polar enlemlerde ise aşağı yönlü taşınımla karakterize edilir. BDS, planeter dalgalar, sinoptik-ölçekli dalgalar ve gravite dalgaları tarafından harekete geçirilir. Ozon (O3), subuharı (H2O) ve diğer iz gazlarının tropiklerden polar enlemlere taşınmasını sağlar (Andrews ve diğ, 1987). Bilimsel yazında BDS genellikle zonal ortalamalar alınarak 2 boyutlu olarak incelenmiştir. 3 boyutlu BDS araştırmaları oldukça az sayıdadır. Pek çok iklim modeli BDS'nin tropiklerdeki yukarı yönlü taşınımında on yılda %2'lik bir artışın olduğunu göstermektedir. Ancak tropik-dışındaki aşağı yönlü taşınımda modeller arasında önemi farklılıklar vardır. Yapılan gözlemler ise BDS'nin tropik-dışındaki yukarı yönlü hareketinde azalma olduğunu işaret etmektedir. Sonuçlardan anlaşılacağı gibi 2 boyutlu BDS'nin ortaya çıkan görüntüsünün yıllar içindeki değişimi çok kesin olarak bilimsel çalışmalarda gösterilememektedir. Bu tezin amacı Kinoshita ve diğ. (2010) tarafından geliştirilen 3 boyutlu BDS formüllerini kullanarak, BDS'nin geçmişteki ve gelecekteki değişimlerinin incelenmesidir. Çalışmanın hareket noktası: deniz-kara farklılığına, orografiye ve okyanus akıntılarına bağlı olarak troposferdeki bölgesel değişikliklerin, tüm orta atmosferde güçlü zonal asimetrik dalga hareketleri meydana getirmesidir. 2 boyutlu yaklaşımda, zonal ortalamalar kullanıldığı için, zonal asimetrik dalgalar incelenememektedir. Bu nedenle 3 boyutlu BDS'deki uzun dönemli değişiklikler, 2 boyutlu yaklaşıma gore daha güçlü ve anlamlıdır. Yapılan çalışmalarda 3 boyutlu BDS'deki zonal asimetrilerin, durağan dalgaları ve orta atmosferdeki pek çok bileşenin bölgesel değişikliklerini büyük oranda etkilediği görülmüştür. Buna örnek olarak, subuharının ve ozonun zonal asimetrilerini vermek mümkündür. Bugüne kadar yapılan incelemelerde çok iyi anlaşılamamış olan subuharındaki zonal değişimlerin bu tez çalışmasında daha açık bir şekilde gösterilmesi hedeflenmiştir. Bunların yanısıra 3 boyutlu BDS, troposferdeki durağan dalgaları ve bölgesel değişiklikleri de etkiler. Stratosferik ozondaki ve subuharındaki durağan, tekil-dalgaların radyatif etkilerinin (büyük oranda 3 boyutlu BDS tarafından üretilir), stratosferik ve troposferik sirkülasyonu belirgin bir şekilde değiştirebilmesi buna örnek olarak verilebilir. Durağan dalgalar bölgesel iklim değişikliğinin pek çok bileşenini büyük oranda kontrol eder fakat model simülasyonlarındaki ağırlığı yeterli değildir (Boer ve Lambert, 2008; SPARC CCMVal, 2010). 3 boyutlu BDS'nin incelenmesi durağan dalgaların etkisinin de yeterince göz önüne alınmasını sağlayarak, iklim modellerindeki eksikliğin giderilmesine yardımcı olabilir. Çalışmada karşılaştırmalı olarak 2 farklı veri seti kullanılmıştır. Bunlardan ilki Karşılaştırmalı İklim Modelleme Projesi 5. Fazı çerçevesinde (CMIP5) hazırlanan 2100 yılına kadar olan tahminlerdir. Diğeri ise, European Centre of Medium Weather Forecasts (ECMWF) tarafından sağlanan, ERA-Interim re-analiz verisidir (ERA-Interim 1979-2012). Bu araştırmanın sonucunda, Kinoshita ve diğ. (2010) tarafından geliştirilmiş üç boyutlu dönüştürülmüş eulerian denklerimlerinin, Brewer-Dobson sirkülasyonunun boylamsal ve orta atmosferdeki bölgesel uzun dönemli değişimlerini incelemek için uygun bir yöntem olduğu anlaşılmıştır. Daha önce çeşitli araştırmacılar tarafından yapılmış zonal (boylamsal) ortalama Brewer-Dobson sirkülasyon çalışmalarında zonal asimetrik yapı tespit edilemediğinden, bu çalışmada kullanılan üç boyutlu dönüştürülmüş eulerian denklemlerinin, zonal, meridyonel ve düşey atmosferik taşınım verilerinin zonal asimetrik yapısını incelerken kullanılmasının önemi ortaya çıkmıştır. Ayrıca modellerde yer alan zonal ortalama zonal rüzgarlar, yeterince doğru sonuçlar üretmemektedir. Çünkü bu zonal ortalama rüzgarlar, daha az kararlı bir polar vorteksin varlığını işaret etmektedirler. Oysa zonal asimetrik olarak incelediğimizde oldukça kararlı bir vorteksin olduğu ortaya çıkmaktadır. Brewer-Dobson sirkülasyonunun aşağı yönlü düşey taşınım yapan kolu olan stratosferdeki polar vorteks 2075 ve 2099 yılları arasında, 2006 ve 2013 yıllarına göre %50 oranında bir artışla şiddetlenecektir. Bu şiddetlenme atmosferik sera gazlarının kutup enlemlerinde yukarı stratosferden, yukarı troposphere doğru taşınımının da artmasına neden olacaktır. Bu yüksek lisans tez çalışması, bursiyer öğrenci olarak çalıştığım 113Y545 numaralı TÜBİTAK 3001 – Başlangıç Ar-Ge Projeleri Deskteleme Programı'nda, "Brewer-Dobson sirkülasyonunun geçmiş ve gelecek değişimlerinin iklime etkisinin 3 boyutlu olarak incelenmesi" isimli projenin amaç ve sonuçlarını içermektedir. TÜBİTAK'a desteklerinden dolayı teşekkür ederim.