FBE- Meteoroloji Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/7109

Gözat

Konu "atmospheric temperature in Turkey" ile FBE- Meteoroloji Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
  • Öge
    Influences Of Atmospheric Blocking Over Turkey: Climatological Analysis
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2019) Efe, Bahtiyar ; Deniz, Ali ; 10263639 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological Engineering
    Bir 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.