FBE- Meteoroloji Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Başlık ile FBE- Meteoroloji Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
Öge24 Ağustos 2015 Tarihinde Hopa’da Ani Taşkına Neden Olan Aşırı Yağış Hadisesinin Meteorolojik Analizi Ve Bulut Dinamik Yapılarının İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2017-01-5) Durmuş, Onur ; Şen, Orhan ; 10133951 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringTürkiye’nin en çok yağış alan bölgesi, Doğu Karadeniz Bölgesi’dir. Bu bölgede meydana gelen yağışlar yılda 2350 mm’lik değerleri bulabilmektedir. Yılın her ayı yağış alan bölgede bulunan Artvin ili, Hopa ilçesine, Türkiye’nin yıllık ortalama yağış miktarının yaklaşık dört katı kadar yağış düşmektedir. Aşırı yağış ve dere yataklarına yapılan müdahaleler nedeniyle Hopa, ani taşkın afetinin sıkça yaşandığı bir bölgedir. En kurak ve en nemli alanlarda dahi meydana gelebilen taşkın afeti, çok farklı şekillerde tanımlanabilmektedir. Taşkın; doğal ya da doğal olmayan nedenlerle suyun yatağından yükselerek normal şartlarda kuru olan alanların su altında kalması olarak tanımlanabilir. Doğa yapısı gereği kendini koruma mekanizmasına sahiptir. Bu süreç dahilinde taşkın hidrometeorolojik bir hadise olarak kabul edilmektedir; fakat doğanın dengesinin bozulması sonucunda taşkınlar bir felakete dönüşebilmektedir. Taşkın oluşumu birkaç gün sürebildiği gibi dakikalar içinde de oluşabilir. Kısa sürede oluşan taşkınlar ani taşkın olarak adlandırılır. Ani taşkınlar genellikle 6 saaten kısa süreli, şiddetli yağışların sonucunda meydana gelir. Ani taşkınların temel etmenleri yağış süresi ve miktarı olmasına rağmen, taşkına sebebiyet veren diğer etmenlerden olan toprağın nem durumu, geçirgenliği ve bölgenin coğrafi koşullar da ani taşkın oluşumunda büyük önem taşımaktadır. 24 Ağustos 2015 tarihinde Doğu Karadeniz Bölgesi’nde bulunan Hopa ilçesinde meydana gelen ani taşkın afeti sonucunda 8 vatandaşımız hayatını kaybetmiş, büyük miktarda maddi zarar meydan gelmiştir. Bu çalışmada, 24 Ağustos 2015 tarihinde Artvin ili, Hopa ilçesinde meydana gelen ani taşkın afeti, sinoptik ve hidrometeorolojik açıdan incelenmiş, yağış tahminlerinde sıkça kullanılan IFS, ALR, WRF modellerinin ve Taşkın Erken Uyarı Sistemi sonuçlarının tahmin başarıları irdelenmiştir. Buna ek olarak, aşırı yağışa neden olan bulut sistemleri belirlenmiş, afet süresi, öncesi ve sonrasında Hopa ve civarında bulunan bulut dinamik yapıları incelenmiştir. Çalışma konusu kapsamında, 24 Ağustos 2015 tarihinde ani taşkına neden olan sinoptik şartlar değerlendirilmiş, bu analizin sonucu olarak; yer seviyesinde, Karadeniz üzerinden gelen nemli hava girişi, yüzey sıcaklıklarının Ağustos ayı ortalamalarından yüksek olduğu ve yüzey sıcaklıkları ile işba sıcaklığının birbirine çok yakın olduğu belirlenmiştir. 850 hPa seviyesinde, soğuk hava girişi ve düşük kontur değerleri gözlemlenmiştir. 700 hPa seviyesinde, Ege Bölgesi ve Karadeniz üzerinde yüksek seviye oluğu ve %100’e yakın nispi nem miktarı dikkat çekmektedir. 500 hPa seviyesinde, soğuk katofun varlığı ve 700 hPa seviyesinde olduğu gibi yüksek nem miktarları tespit edilmiştir. 300 hPa seviyesinde ise Türkiye üzerinde kuvvetli bir jet akımının olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak, incelenen seviyelerdeki atmosferik şartların konvektif bulut ve yağış oluşumu için ideal koşulları yarattığı belirlenmiştir. Buna ek olarak orografik etkilerin de Hopa ve civarında oluşan konvektif sistemleri desteklediği görülmüştür. Artvin ili, Hopa ilçesinde atmosferik sondaj ölçümleri yapılmasa da bölgeye en yakın Dzugba (Rusya) istasyonu kullanılarak yapılan kararsızlık analizinde, tüm kararsızlık indekslerinin şiddetli oraj potansiyeli skalasına girdiği görülmüştür. Hopa bölgesi için hazırlanan IFS modelinin CAPE tahmin çıktıları, Hopa üzerindeki atmosferin 23 Ağustos akşamından itibaren kararsız olduğunu göstermektedir. Bu durum, aşırı yağışı meydana getiren şiddetli konvektif hareketliliği açıklamaktadır. Hopa’da ani taşkın afetine neden olan aşırı yağışların 24 Ağustos sabahı erken saatlerde başladığı, 09:00 – 10:00 saatleri arasında maksimuma ulaşarak bu bölgede ani taşkın afetine neden olduğu belirlenmiştir. Yapılan yağış tekerrür analizine göre, Hopa’da meydana gelen 287,2 mm’lik günlük toplam yağışın 60, 120, 180, 240 ve 300 dakikalık toplamlarının 100 yıldan fazla tekerrür aralığına sahip olduğu saptanmıştır. Bu saatlerde meteoroloji radarından alınan reflektivite (dBZ) değerlerinin de Şiddetli-Aşırı yağış skalasında yer aldığı görülmüştür. Bu bölge için IFS, ALR ve WRF modellerinin yağış çıktıları, yer gözlemleri ile karşılaştırılmış; Hopa’da meydana gelen bu konvektif ve orografik yağış, etkilenen bölge ve yağış miktarı açısından değerlendirildiğinde, en başarılı tahminlerin WRF modeline ait olduğu görülmüştür. Ani Taşkın Erken Uyarı Sistemi (FFGS) sonuçlarının ani taşkın afetine neden olan yağışın lokal olmasına karşı yağış bölgesini gayet başarılı tespit ettiği; ancak yağış miktarı tahmininde yetersiz kaldığı gözlemlenmiştir. NOAA’nın HYSPLIT modeli kullanılarak yağışı maksimuma ulaştıran hava parselinin yörünge analizi yapıldığında, standart atmosfer seviyelerindeki 50 m (1000 hPa), 1500 m (850 hPa) ve 3000 m (700 hPa) yükseklikteki hava parsellerinin uzun süre Karadeniz üzerinde alçak seviyelerde bir yörünge izleyerek Hopa’ya ulaştığı, bu nedenle tüm seviyelerdeki nemlilik miktarlarını arttırdığı belirlenmiştir. Meteoroloji alanında Doppler radarları kullanılmaya başlandıktan sonra, tarama modunda elde edilen reflektivite (dBZ) değerleri ile yağış tahmini, yerini Doppler radar ürünlerine bırakmıştır. Bu yaklaşım kümülüform bulutlar için hala iyi bir yaklaşım olmasına rağmen, stratiform bulutlar için yer ölçümleri ile belirlenen yağış miktarlarına göre iki kata kadar hatalar yapılabilmektedir. Hopa’nın Trabzon Meteoroloji Radarı’na olan uzaklığının ortalama olarak 160 km olması nedeniyle Doppler radar ürünleri (maksimum 120 km menzil) kullanılamamaktadır. Tarama mod radar verilerinden elde edilen reflektivite değerleri doğrudan yağış miktarını vermese de kümülüform bulutlar için reflektivite değerleri iyi bir öngörü sağlayabilmektedir. 24 Ağustos sabahı yağışın maksimuma ulaştığı saatlerde, saatlik ortalama reflektivite değerleri Şiddetli-Aşırı yağış skalasına düşmesi ve tarama mod dBZ değerlerinin yağış miktarı ile iyi sayılabilecek bir ilişki göstermesi kümülüform bulutlar için hala kullanılabilecek bir yöntem olduğunu göstermektedir. Buna ek olarak yağış miktarı ve reflektivite değerlerinin anlamlılıklarının belirlenebilmesi için dağılım grafiği çizilmiş ve regresyon istatistikleri verilmiştir. ANOVA anlamlılık testine göre yağış miktarı ve reflektivite değerleri istatistiksel olarak anlamlıdır. Bu iki veri seti arasında %70 korelasyon bulunurken, ölçülen reflektivite değerlerinin %48.5’lik bölmünün yağış miktarı ile açıklanabildiği söylenebilir. Bu çalışmada, bulut dinamik yapılarının belirlenmesi amacı ile 2. Nesil Meteosat uydu (MSG) ürünleri kullanılmıştır. Bu ürünlerden RGB görüntüler aracılığı ile, Hopa ve civarında aşırı yağış boyunca etkin olan bulut türünün kümülonimbus (CB) bulutları olduğu belirlenmiştir. Bu CB bulutlarının konvektif ve orografik etkilerle oluştuğu belirlenmiştir. 23 Ağustos gecesinden itibaren gelişmeye başlayan CB bulutlarında, gelişim evresinde buz kristallerinden oluşan yükselici hareketlerin etkin olduğu, öğleden sonra ise yükselici ve alçalıcı hareketlerin dengeye ulaşarak CB bulutlarının olgunluklarını tamamladıkları belirlenmiştir. CB bulutlarının gelişim evresinde yağışın maksimuma ulaştığı, olgunluk evresine geçtiğinde ise yağışların aralıklı olarak hafif şiddette devam ettiği görülmüştür. 24 Ağustos 2015 tarihinde Hopa üzerinde gün boyunca orta ve üst seviyelerde kümülüform bulutların varlığını sürdürdüğü belirlenmiştir. Hopa’da ani taşkına neden olan yağış boyunca cephesel herhangi bir etkiye rastlanmamıştır. 24 Ağustos 2015 tarihinde gün boyunca Karadeniz üzerinde yüksek vortisiti anomalilerinin olmasına rağmen, Hopa üzerinde sıcak karakterli hava kütlelerinin etkin olduğu görülmüştür. Ayrıca, konvektif hareketliliğin şiddeti ve sıcak karakterli hava kütlesine bağlı olarak, Tropopoz seviyesinin gün boyunca yüksek olduğu belirlenmiştir. Buna ek olarak MSG uydularının NWC-SAF/MSG Bulut Tepe Sıcaklığı ve Yükseklik Ürünü (CTTH) ve Konvektif Yağış Oranı Ürünü (CRR) kullanılarak bulut tepe sıcaklığı, yükseklikleri ve konvektif yağış oranı belirlenmiştir. Afet boyunca etkin bulutlar, konvektif ve orografik etkilerle oluştuğu için bulut tepe sıcaklığı ve yüksekliği arasında çok yüksek korelasyon olduğu görülmüştür. Genel olarak bulut tepe sıcaklıkları ile yer yağış gözlemleri karşılaştırıldığında, düşük bulut tepe sıcaklıklarının gözlemlendiği durumlarda yağış miktarının fazla olduğu görülmüştür. Yağışın tamamen konvektif ve orografik etkilerle oluşmasına rağmen, SAF-NWC/MSG Konvektif Yağış Oranı Ürünü (CRR) ile elde edilen yağış verilerinin yer ölçümleri ve bulut tepe sıcaklıkları ile uygun bir dağılım sergilediği; ancak yağış miktarı tahminlerinin ölçülen yağış miktarından daha düşük olduğu görülmektedir. SAF-NWC/MSG bulut ürünlerinden elde edilen verilerin anlamlılıklarının belirlenebilmesi için regresyon analizleri yapılmış ve dağılım grafikleri çizilmiştir. ANOVA anlamlılık test sonuçlarına göre bulut tepe sıcaklığı – yağış miktarı, Konvektif yağış miktarı tahmini – saatlik gözlemlene yağış ve bulut tepe sıcaklığı – konvektif yağış miktarı ilişkileri istatistiksel olarak anlamlıdır (
-
ÖgeAkdeniz Ve Avrupa'nın Termodinamik Klimatolojisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2004) Çakır, Sedef ; Kadıoğlu, Mikdat ; 152143 ; Meteoroloji MühendisliğiBu tez çalışmasında, birçok can ve mal kaybına neden olan orajlar, hortumlar, dolu fırtınaları, şimşekler ve de sellere neden olan şiddetli sağanaklar gibi bir çok konvektif hava olayının Akdeniz ve Avrupa üzerindeki gelişimlerine uygun olan bölgelerin ve dönemlerin tespit edilebilmesi amaçlanmıştır. Bu nedenle şiddetli hava olaylarının gelişiminde önemli olan çeşitli termodinamik değişkenlerin aşağı ve orta troposferdeki dağılımları incelenerek bölgenin termodinamik klimatolojisi belirlenmeye çalışılmıştır. Çalışmada kullanılan veriler, çoğunluğu Avrupa genelinde olmak üzere Akdeniz, Türkiye, Rusya ve bir kaçı Kuzey Afrika ile Yakın Doğu ülkelerinde bulunan 69 yukarı seviye gözlem istasyonuna aittir. 1996-2002 (Nisan) dönemlerini kapsayan 12 UTC verileri kullanılarak jeopotansiyel yükseklik, potansiyel sıcaklık, karışma oram, bağıl nem, eşdeğer potansiyel sıcaklık, sıcaklık-çiy noktası sıcaklığı farkı (spread), sıcaklık lapse rate'i, yükselmeyle yoğuşma seviyesi/bulut taban yüksekliği (sıcaklığı ve basıncı) gibi birçok termodinamik değişken hesaplanmış ve aşağı ve orta troposfer için (yer seviyesi, 850, 700, 500 mb) analizleri gerçekleştirilmiştir. Aynca çeşitli kararsızlık indeksi, oraj, hortum, sağanak yağışlar gibi şiddetli hava olaylarının bölge üzerindeki oluşum potansiyelini tespit etmek amacıyla aylık ortalama değerleri elde edilmiş, yersel ve zamansal analizler yapılmıştır. Çalışmada kullanılan, literatürde yer almış indekslerden bazdan Showalter İndeksi ve diğer düzeltilmiş şekilleri, K-İndeksi, Toplam-Toplamlar İndeksi, Düşey Toplamlar ve Çapraz Toplamlar, Rackliff İndeksi, Jefferson İndeksi ve Adedokun İndeksi'dir. Atmosferin kararlılık durumunu belirlemek amacıyla mutlak, potansiyel ve şartlı kararsızlık gibi kararsızlık çeşitleri ilgili parametreleri ile birlikte incelenmiştir. Tüm bu analizler sonucunda, Avrupa ve Akdeniz'in mezo-ölçekli termodinamik klimatolojisi belirlenmeye çalışılmıştır. Akdeniz; Avrupa ve Türkiye için önemli bir aşağı seviye nem kaynağı olmaktadır. Nemli hava Nisan ayından itibaren Doğu Akdeniz'den Türkiye'ye girmeye başlamış ve Ağustos ayında Avrupa'nın büyük bir kısmına yayılmıştır. Kararsızlık indeksleri analizleri sonucu Türkiye, Avrupa'nın güney ve orta kısımları ile Yakın Doğu bölgeleri özellikle yaz aylarında konvektif hava olaylarına müsait alanlar olarak belirlenmiştir.
-
ÖgeAkım Gözlem İstasyonu Olmayan Havzalarda Su Potansiyelinin Belirlenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-01-04) Şentürk, Kevser ; Koçak, Kasım ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringÜlkelerin gelecekte karşı karşıya kalacakları en büyük sorunlardan birisi enerji sorunudur. Bu çalışmada akım gözlem istasyonu (AGİ) olmayan havzalarda su potansiyelinin belirlenebilmesine yönelik bir yöntem izlenmiştir.Debi süreklilik çizgileri bir akarsuyun akımlarının aşılma yüzdesi ile miktarı arasındaki ilişkiyi ortaya koyan grafiklerdir. Pek çok su kaynakları projesi ölçüm istasyonu olmayan alanlarda inşa edilmekte, ancak, ihtiyaç duyulan debi süreklilik çizgileri veri yetersizliği nedeniyle elde edilememektedir. Debi süreklilik çizgisi bir akarsu havzasının karakteristikleri ve iklimsel özellikleri kullanılarak bölgeselleştirilebilir. Çalışmada, Çoruh havzasında mevcut akım gözlem ve meteoroloji gözlem istasyonlarına ait veriler kullanılarak bölgeselleştirme yapmak için seçilen modelin parametreleri belirlenmiştir. En uygun debi süreklilik modeli belirlenerek model parametrelerinin yersel değişimi araştırılmıştır. Model parametrelerinin yersel değişimi toplam yağış, havza alanı, drenaj yoğunluğu, akarsu uzunluğu, eğim ve hipsometrik düşü ile açıklanmaya çalışılmıştır.
-
ÖgeAnakara Üzerindeki Stratosferik Ozon Ve Değişimi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Demirhan, Deniz ; Topçu, Sema ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringStratosferik ozon dünya-atmosfer sisteminin radyatif dengesi üzerinde önemli bir rol oynamaktadır. Stratosfer içerisinde yer alan ve yer yüzeyinden 12 – 27 km yükseklikte bulunan ozon tabakası, yeryüzeyini ultraviyole ışınların zararlı etkilerinden korumaktadır. Ancak atmosfere salınan, kloroflorokarbon (CFC) gibi bazı antropojenik gazlar stratosferik ozona zarar vererek ozonun azalmasına yol açmaktadır. Yukarı stratosferde ozonun karışma oranı, fotokimyasal etkiler tarafından, aşağı stratosferde ise dinamik etkiler tarafından kontrol edilir. Bunun yanı sıra atmosfer sütunu içerisindeki toplam ozon değişken bir özelliğe sahiptir. Toplam ozon büyük ölçekli termik ve dinamik hareketlerden etkilenir. Sonuç olarak aşağı stratosferik ve yukarı troposferik sıcaklıklar ve jeopotansiyel yükseklikler gibi meteorolojik parametreler toplam ozonun değişimi üzerinde etkili olmaktadır. Türkiye’de toplam ozon ölçümleri Ankara’da (40oN; 33oE), Ocak 1994’ten itibaren ECC ozonsonde ile ayda 2-4 kez yapılmaktadır. Bu çalışmada, Ankara üzerindeki toplam ozon değişimlerini araştırmak üzere Ocak 1994 – Ekim 2001 dönemindeki, ozonsonde ile ölçülmüş 143 ozon verisi kullanılmıştır. Bu dönem içerisinde toplam ozonun ortalama değeri 320 DU, standart sapması ise 43 DU olarak bulunmuştur. En düşük ve en yüksek toplam ozon değerleri ise sırasıyla 243 ve 434 DU olarak hesaplanmıştır. Sözkonusu periyotta ozonsonde değerleri TOMS verileri ile kıyaslanmıştır. Her iki ölçüm arasındaki ortalama fark 23 DU’dir. Toplam ozon miktarı ile yukarı seviye meteorolojik parametreleri arasındaki ilişkileri anlayabilmek için çeşitli basınç seviyelerine ait sıcaklıklar, jeopotansiyel yükseklikler ve kalınlıklarla toplam ozon arasındaki ilişki araştırılmıştır. Toplam ozon ile en yüksek korelasyonlar 300mb sıcaklığı ve 300mb jeopotansiyel yüksekliği arasında bulunmuştur. Ozonsonde ile toplam ozon ölçümlerinin haftada bir veya iki kez yapılmasından dolayı, Ankara üzerindeki toplam ozonun trend analizi 1981-2001 yılları arasındaki günlük TOMS verisi kullanılarak yapılmıştır. TOMS verilerinden Ankara için bulunan yıllık trend % -0,59’dur.
-
ÖgeAnkara Üzerindeki Son Stratosferik Ozon Ölçümleri Ve Ozon Profillerinin Değerlendirilmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009-01-08) Özkızılkaya, Özlem ; İncecik, Selahattin ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringBu çalışmada, Ankara üzerindeki toplam ozon miktarının karşılaştırılması amacı ile Ocak 2007-Aralık 2007 periyodu arasındaki Brewer(MKIII) spektrofotometresi ile AURA/OMI ve MSG/SEVIRI uydularına ait toplam ozon verileri kullanılmıştır. Yapılan karşılaştırma sonucunda Brewer ölçümleri ile OMI ölçümlerinin birbire yakın değerler gösterdiği, MSG uydusunun ölçümlerinin ise Brewer ve OMI ölçümlerinden daha fazla olduğu ortaya konmuştur. Bu bulguları doğrulamak için, 2007 senesine ait toplam 21 adet ECC ozonsonde ölçümü kullanılmıştır. Ozonsonde verilerinin alındığı her gün için o günlere karşılık gelen Brewer, OMI ve MSG verileri değerlendirmeye alınmış ve toplam ozon değerleri karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre Brewer ve OMI ölçümlerinin ECC ölçümlerine yakın değerler gösterdiği, MSG ölçümlerinin ise ECC’den fazla olduğu saptanmıştır. Toplam ozonun düşey yapısını incelenmek için, ECC verilerinden toplam ozon elde edilmesinde kullanılan algoritma troposfer ve stratosfere ayrı ayrı uygulanmıştır. Yapılan hesaplar sonucunda, yukarı stratosferik ozonun toplam ozonda en büyük paya sahip olduğu ve ozonun atmosferdeki değişiminin dinamik ve termik proseslere son derece bağlı olduğu görülmüştür.
-
ÖgeBölgesel İklim Modelinin Farklı Konfigürasyonlarıyla Simüle Edilmiş Yağış Verisinin Türkiye Üzerindeki Yanlılık Düzeltmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-06-15) Ballı, Ceren ; Ünal, Yurdanur ; 10038820 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringYağış, kompleks topoğrafyaya sahip bir coğrafya için tahmin edilmesi en zor meteorolojik parametrelerden biridir. Genel sirkülasyon modelleri ve bölgesel iklim modelleri tarafından üretilen yağış simülasyonları, gözlem verileriyle karşılaştırılarak model yanlılığının hesaplanıp düzeltilmesi, model çıktılarının iklim ve hidroloji çalışmalarında kullanılabilmesi için büyük önem taşır. Bu çalışmanın amacı, farklı konfigürasyonlar ile koşturulan bölgesel iklim modeli ile yağış verisini kaba ve yüksek çözünürlüklü iki domain için modellemek, sonuçlarına yanlılık analizi uygulamaktır. Bu bağlamda bölgesel iklim modeli olarak RegCM4.3 kullanılmıştır. Modelin başlangıç ve sınır koşulları için Avrupa Orta Vadeli Hava Tahmin Merkezi (ECMWF)'den alınan 2.5 derece çözünürlüklü ERA-40 reanaliz veri seti önce kaba çözünürlüklü 50 km, sonra yüksek çözünürlüklü 10 km için koşturulmuştur. Yağış simülasyonları 1971-2000 yılları arasında yapılmış olup, ilk 20 yıl (1971-1990) düzeltme periyodu, son 10 yıl ise (1991-2000) doğrulama periyodu olarak seçilmiştir. İlk 20 yıldan elde edilen düzeltme katsayıları ve parametreleri son 10 yıllık yağış verisine uygulanmıştır. Bölgesel iklim modeli RegCM4.3, iki arazi yüzey modeli (LSM), Biyosfer-Atmosfer Transfer Şeması (BATS) ve Topluluk Arazi Modeli (CLM) ile koşturulmuştur. BATS her iki domain için kullanılırken CLM sadece kaba çözünürlük için kullanılmıştır. İki arazi yüzey modeli kullanılarak elde edilen yağış simülasyonlarının klimatolojisi, Doğu Anglia Üniversitesi (University of East Anglia)'nden alınan 0.5 çözünürlüklü İklim Araştırma Birim (CRU TS3.10) veri seti ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden sağlanan 1971-2000 yılları arasındaki 245 istasyonun yağış gözlemleri ile yağış simülasyonlarındaki model yanlılığı hesaplanmıştır. Arazi yüzey modelinin her iki çözünürlükteki simülasyonları için, istasyon koordinatlarının modele en yakın grid noktaları hesaplanarak yanlılık düzeltme analizleri yapılmıştır. Yanlılık analizi için literatürde yaygın olarak en çok kullanılan ortalama değer yanlılık düzeltmesi (MV) ve dağılımı dengeleme (QM) yöntemleri tercih edilmiştir. Modelin yanlılığını indirgemek için kullanılan bu yöntemler; aylık, mevsimlik ve yıllık bazlarda uygulanmıştır. Dağılımı dengeleme (QM) yöntemi; istasyon gözlemlerine ve modelin ürettiği yağış çıktılarına en iyi uyan dağılım fonksiyonları hesaplanarak uygulanmıştır. En iyi dağılım fonksiyonlarını bulmak için, Uyum İyiliği Testi (GOF) ile Akaike ve Bayesian bilgi kriteri (AIC ve BIC) testleri yapılmıştır. Bunun sonucunda gözlemler için Weibull kümülatif dağılım fonksiyonu, yağış simülasyonları için Genelleştirilmiş Pareto kümülatif dağılım fonksiyonu seçilmiştir. Gamma kümülatif dağılım fonksiyonu yağış parametresini en iyi temsil eden dağılım fonksiyonu olduğu ve literatürde dağılım dengeleme yöntemi uygulamasında çok sık kullanıldığı için ayrıca incelenmiş, sonuçları gözlem ve model çıktılarına en iyi uyan dağılım fonksiyonları ile kıyaslanmıştır. Modelin performansını değerlendirmek için yanlılık düzeltmesi sonucu elde edilen yağış verilerinin son 10 yıllık periyoduna Spearman Rank Korelasyon, Ortalama Hata Karesinin Kökü (RMSE) ve Nash-Sutcliffe Verim İndeksi (NSE) gibi üç kantitatif doğrulama yöntemi uygulanmıştır. Model performansı CRU TS3.10 yağış verisinin 30 yıllık mevsimsel ortalamaları ile karşılaştırıldığında, RegCM'in yağış paternlerini genel olarak iyi benzeştirdiği görülmektedir. Modelin pozitif yanlılığı genellikle Türkiye üzerinde ve sarp dağ sıralarının yamaçlarında kış ve ilkbahar mevsimleri boyunca hesaplanmıştır. Kuzey ve güney kıyılardaki benzeştirilen yağış miktarı 600 mm'yi bulmaktadır. Yaz mevsiminin kuraklığı modelin her iki arazi yüzey modeli ile iyi tahmin edilmiştir. Topluluk Arazi Modeli'nin (CLM50) performansı ile Biyosfer-Atmosfer Transfer Şeması’nın (BATS50) performansı arasında çok büyük farklılıklar olmamasına karşın; bahar mevsimi için BATS'ın, CLM'den daha fazla orografik yağış ürettiği gözlenmiştir. Yüksek çözünürlüklü yağış simülasyonlarının dağılımlarının ise topoğrafyayı mimik ettiği görülmektedir. Bununla birlikte en yüksek pozitif yanlılık 300 mm ile ilkbahar mevsiminde gözlenmiştir. Sonbahar mevsimi ise CRU klimatolojisinden daha kurak benzeştirilmiştir. İlk 20 yılın ortalama değer yanlılık düzeltmesi için hesaplanan düzeltme katsayılarının dağılımına bakıldığında, Karadeniz ve Akdeniz’de bulunan dağların kıyıya paralel uzanması nedeniyle yağış bu bölgelerde az, Ege kıyıları ve Türkiye’nin iç kesimlerinde ise fazla tahmin edilmiştir. İlkbahar mevsimi dışında, modelin genel eğilimi kaba çözünürlük için az yağış tahmini yapma yönündedir. Dağların dik olduğu topoğrafya üzerinde BATS50, CLM50'den daha fazla orografik yağış üretirken, iç kesimlerde CLM50'nin yağışları daha fazla gözlenmiştir. Kıyılardaki sistematik hatalar ise model çözünürlüğünün artması ile küçülmüştür. Düzeltme katsayılarının ortalamalarına bakıldığında BATS50, CLM50 ve BATS10 için sırasıyla; 1.21, 1.36 ve 0.77 olarak hesaplanmıştır. Modelin ürettiği sistematik hatalar Karadeniz ve Akdeniz kıyıları boyunca gözlenmiş olup, bu bölgelerdeki yağış yapılan üç çalışmada da az tahmin edilmiştir. Ege kıyıları ve Türkiye'nin iç kesimlerinde ise RegCM, gözlem verilerinden daha fazla yağış üretmiştir. Yanlılık düzeltmesi yapılmış yağış simülasyonları ve istasyon gözlemleri arasındaki korelasyonlara bakıldığında; $\%$99 anlamlılık testine göre 0.25 limiti ile değerlendirilen korelasyon hesaplarına göre, en yüksek korelasyonlar Güneydoğu Anadolu’da 0.60 ile 0.90 arasında hesaplanırken, en düşük korelasyonlar Karadeniz kıyılarında 0.25 ile 0.75 değerlerinde gözlenmiştir. Korelasyon dağılımlarının genel paterni göz önüne alındığında, BATS50'nin dağılımı CLM50'den daha iyi iken özellikle Karadeniz bölgesi civarında BATS10 en iyi korelasyonlara sahiptir. Aylık bazda uygulanan ortalama değer (MV) düzeltme yöntemi genellikle Karadeniz, Doğu ve Güneydoğu Anadolu bölgelerindeki korelasyon sonuçlarını düzeltmektedir. Mevsimlik bazda uygulanan dağılımı dengeleme (QM) yönteminin korelasyon sonuçları ise yıllık bazda hesaplanan korelasyonlardan daha yüksektir. Model ve gözlemin dağılımına en iyi uyan dağılım fonksiyonları ile yapılan düzeltme, Gamma kümülatif dağılım fonksiyonu kullanılarak hesaplanan düzeltmeye göre daha iyi sonuçlar vermiştir. Mevsim bazında yapılan yanlılık düzeltmeleri ise yıllık hesaplamalardan daha iyi sonuçlar vermiştir. En küçük hata değerleri (RMSE) ise aylık bazda uygulanan ortalama değer (MV) yönteminden elde edilmiş olup, hatalar 0-25 mm arasındadır. İç Anadolu' da 0-25 mm civarında hatalar elde edilirken, kıyılarda 150 mm'yi bulmaktadır. Yüksek çözünürlüklü simülasyonlarda görülen hataların ise kaba çözünürlükten daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Nash-Sutcliffe Verim İndeksi hesaplamaları ise aylık bazda uygulanan ortalama değer (MV) yöntemi ile düzeltilen simülasyonların gözlem değerleri ile mükemmel bir uyum sağladığını göstermektedir. Dağılımı dengeleme (QM) yöntemi yağışların dağılımını düzeltse de değişimini düzeltemediği görülmüştür. Kıyıların dışında, batı İç Anadolu ve Güneydoğu Anadolu'da gözlemlerin ortalamasının model sonuçlarından daha belirleyici olduğu ortaya çıkmıştır. Sonuç olarak; Türkiye üzerinde kantitatif üç doğrulama yöntemine göre, aylık bazda uygulanan ortalama değer (MV) düzeltme yöntemi özellikle yüksek çözünürlüklü simülasyonlarda en yüksek korelasyonlara, en küçük hatalara ve Nash-Sutcliffe Verim İndeksi’ne göre mükemmel uyuma sahiptir.
-
ÖgeBrewer - Dobson Sirkülasyonunun Üç Boyutlu Olarak İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016 -12-16) Özen, Cem ; 10117428 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringBrewer-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.
-
ÖgeBuharlaşma Kayıplarının Yüzer Fotovoltaik Paneller İle Azaltılması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-10-23) Korkmaz, Mehmet Seren ; Şahin, Ahmet Duran ; 10078432 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringTürkiye'de serbest yüzey buharlaşma-terleme kayıpları, 274 milyar m3 olarak hesaplanmıştır. Bu rakam, ülkemizin yıllık kullanılabilir su potansiyeli olan 110 milyar m3 ün neredeyse 2.5 katıdır. Bitkilerden olan terleme (transpirasyon) ile ilgili kayıpların azaltılması teknolojik olarak mümkün olmasa da , buharlaşma(evaporation) kayıpları, toplam kaybın % 90'ını meydana getirdiğinden, bu kayıpların azaltılması hayati derecede önemlidir. Buharlaşma mekanizmasınıtetikleyen, hava sıcaklığındaki değişimlerdir. IPCC küresel iklim senaryolarında mevcut koşullar devam ederse 2070 yılı için ülkemizin yer aldığı orta enlem kuşağında beklenilen sıcaklık artışı 4-6 ºC'dir. Bu çalışmada, son 10 yıldır dünyada farklı coğrafyalarda kullanım alanı bulan yüzer tip fotovoltaik panellerle(YFP) buharlaşma kayıplarının azaltılması konusunda bir saha araştırması yapılmıştır. 2 adet Class A tipi Buharlaşma Tavası 20 cm derinliğinde su ile doldurulmuş, bir tanesinin üzerine (T-PV), yüzeyinin yarısını kaplayacak şekilde bir yüzer fotovoltaik panel platformu (YPFP) konulmuş, diğerininin (T-NPV) yüzeyi açık bırakılmıştır. Kurulan sistem, 30 gün boyunca serbest atmosfer koşullarında 2 tavadan meydana gelen buharlaşma kayıpları çeşitli hidrometeorolojik parametreler ile kıyaslanmıştır. Ayrıca Fotovoltaik Panelin (70 W Multikristal) ürettiği gerçek güç, özel tasarlanan bir devre ile ölçülmüş ve kaydedilmiştir. Serbest atmosferde üretilen güç değerleri ile üretici'nin laboratuardaki test verimlilik değerleri kıyaslanmıştır. Buharlaşma kayıplarına bakıldığında, (T-PV)'den 30 günde 38.7 mm buharlaşma olmuş, açık yüzeyli (T-NPV)'den 94.9 mm buharlaşma olmuştur. Buharlaşma miktarlarıarasındaki fark; 56.2 mm ve buharlaşma kaybındaki azalma %59.2 olarak tespit edilmiştir. PV'den üretilen ortalama güç 20.67 W olarak ölçülmüştür. Ardından beton bloklar üzerinde kurulu olan aynı niteliklere sahip bir diğer fotovoltaik panel platformu öncelikle kara(toprak) yüzeyde, ardından da su dolu buharlaşma tavasıüzerine oturtulmuş ve 5'er gün boyunca güç üretimleri ile ilgili, kara ve su yüzeylerindeki performansı incelenmiş sonuçlar karşılaştırılmıştır. Bunulan sonuçlara göre karayüzeyindeki PV'nin güç üretimi, su yüzeyindekine göre % 10.8 daha yüksektir. Bu da su üzerine kurulacak platformlarda PV Modülleri ile yüzey arasındaki ısı transferinin güç üretimine etkisinin olumsuz olduğunu göstermektedir. Son olarak yapılan çalışmada iki avadaki 3 defa su numunesi örnekleri mikrobiyolojik olarak analiz edilmiştir. Sonuçlar çarpıcıdır. (T-PV)'de ve (T-NPV) üreyen E.Coli miktarları sırası ile 9200 koloni/100 ml, 14000 koloni/100 ml, 12800 koloni/100 ml ve 400 koloni/100 ml, 120 koloni/100 ml, 2300 koloni/100 ml olarak belirlenmiştir. Bu da pratikte uygulanması halinde su kütlesi ekosistemi üzerinde bir baskı unsuru yaratmaması açısından kullanılan yüzer platform malzemesi içeriğinin önemli olduğunu göstermektedir.
-
ÖgeBuharlaşma Ve Süblimleşme Yoluyla Gerçekleşen Kütle Kayıplarının Meteorolojik Değişkenlerle Olan İlişkisinin Araştırılması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-02-13) Afif, Mehmet ; Koçak, Kasım ; 423144 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringYapılan çalışmada, süblimleşebilen maddelerle bazı atmosferik değişkenlerin (sıcaklık, bağıl nem, rüzgâr hızı, güneş radyasyonu) buharlaşmayı açıklamadaki rolleri araştırılmıştır. Bu amaçla İstanbul Teknik Üniversitesi Meteoroloji Gözlem Parkı’nda 2011 yılı Haziran, Temmuz ve Ağustos aylarında süblimleşme ve buharlaşma ölçümleri yapılmıştır. Sıcaklık, bağıl nem, rüzgâr hızı, güneş radyasyonu değerleri yine meteoroloji parkındaki otomatik istasyondan elde edilmiştir. Süblimleşme ölçümleri için naftalin, kâfur ve mentol maddeleri kullanılmıştır. Değişkenler arasındaki ilişkiyi belirlemede regresyon analizi yönteminden yararlanılmıştır. Buharlaşma ile naftalin süblimleşmesi verileri arasında yapılan analiz sonucunda determinasyon katsayısı r2 = 0.778 olarak hesaplanmıştır. Bu da buharlaşma ile naftalin süblimleşmesi arasında güçlü doğrusal bir ilişki olduğunu göstermiştir. Atmosferik değişkenlerin de analize katılmasıyla determinasyon katsayısı artmıştır. Buradan buharlaşmanın naftalin süblimleşmesiyle birlikte sıcaklık, bağıl nem, rüzgâr hızı ve güneş radyasyonu gibi atmosferik değişkenlerle açıklanabileceği sonucuna ulaşılmıştır.
-
ÖgeBuharlaşmanın Hesaplanmasına Ve Belirlenmesine Yönelik Bir Model Tasarımı(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Ok, M. Rifat ; Şaylan, Levent ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringGünümüzde buharlaşma hesaplamalarında kullanılan çok sayıda eşitlik mevcuttur. Bu eşitlikleri temel alarak geliştirilen bilgisayar modelleri de buharlaşmanın belirlenmesinde önemli rol oynamaktadır. Ancak bağıntıların çok sayıda ve çeşitlilikte olması, parametre sayısının fazlalığı, yapılacak bir hesaplamada kullanılacak eşitliklerin belirlenmesini zorlaştırmaktadır. Literatüre geçmiş olan belli başlı eşitliklerin iyi analiz edilmeden kullanılması da hatalı hesaplamalara neden olabilmektedir. Türkiye’de buharlaşma konusunda yapılan çalışmalarda kullanılan modellerin büyük çoğunluğu, yurtdışında geliştirilmiş olan ve belirli bağıntıları içeren modellerdir. Bu modeller geliştirildikleri bölgeye ve koşullara göre özelleştirilmiştir. Bazı bağıntılarda bu özelleştirmeler, parametreler yardımı ile sağlanabilmektedir. Ancak bu işlemi her model üzerinde gerçekleştirmek mümkün olmamaktadır. Ayrıca bu bağıntılar ve ilişkili parametreler çok sayıda olduğundan, araştırmacılar için bu model ve bağıntıları kullanmak, güçlük yaratmaktadır. Buharlaşmanın hesaplanmasına ve belirlenmesine yönelik olan bu çalışma ile, belirtilen eksiklikleri gidermede bir ilk adım atılmıştır. Buna ilave olarak Türkiye koşullarına uygun buharlaşma modellerinin geliştirilmesi için bir bağıntı arşivi oluşturulmuş ve ilerideki çalışmalara zemin olacak bir modelin ortaya çıkması amaçlanmıştır. Ayrıca çalışmanın bulanık mantık ile desteklenmesi, karmaşık olan buharlaşma bağıntılarının sözel verilerden faydalanarak sadeleştirilmesini sağlanmıştır. Bu çalışma ile evapotranspirasyon hesabında, eşitlik seçiminde yardımcı olacak, eşitlik tanımlanmasına imkan verecek, istendiğinde bulanık mantık yardımı ile hesap yaparak analiz çıktıları üreten bir bilgisayar programı hazırlanmıştır. Çalışma, kullanıma örnek teşkil etmesi ve uygulamanın işlevselliğinin sergilenmesi amacı ile örnek bir veri dizisi ile test edilmiştir.
-
ÖgeBuharlaşmayı İdare Eden Dinamik Sistemin Elde Edilmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Berber, Erdem ; Koçak, Kasım ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringBUHARLAŞMAYI İDARE EDEN DİNAMİK SİSTEMİN ELDE EDİLMESİ ÖZET Gözlemlerden hareketle bunları üreten dinamik sistemin elde edilmesi problemi günümüzde aktif bir çalışma alanıdır. Dinamik sistem bir kez elde edildikten sonra bu dinamik sistem kullanılarak süreç hakkında önemli bilgiler ortaya konabilir. Örneğin, model kullanılarak değişkenler arasındaki etkileşimler ve nonlineerlik derecesi hakkında önemli bilgiler elde edilebilir, sistemin kararlılık özellikleri incelenebilir, parametrelerde meydana gelen değişmelere ve dış zorlamalara karşı modelin tepkisi incelenebilir ve elde edilen model öngörü amacına yönelik olarak kullanılabilir. Bu çalışmada günlük toplam buharlaşma miktarı, günlük ortalama rüzgar hızı ve günlük ortalama sıcaklık zaman serileri kullanılarak, buharlaşmayı idare eden dinamik sistem yörünge metodu ile tahmin edilmiştir. Bu şekilde elde edilen dinamik sistemin çekicisi ile orijinal sistemin çekicisi arasındaki fark ihmal edilebilecek düzeydedir.
-
ÖgeDeniz Meteorolojisinde Deniz Durumu Tahmin Yöntemlerinin Kritiği Ve Karadeniz'e Uygulanması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1988) Şenhan, Mustafa ; Omay, Eren ; Meteoroloji Mühendisliği
-
ÖgeDirekt Güneş Işınımının Spektral Dağılımının Belirlenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1995) Oğuzhan, Bahar ; Topçu, Sema ; 46117 ; Meteoroloji MühendisliğiBu çalışmada, İstanbul (41.1°N ve 29.0 E°) için açık bir atmosferde yeryüzeyine ulaşan direkt ışınımın spektral dağılımının belirlenmesi amacıyla, ölçüm çalışmaları ve model hesaplamaları birlikte yürütülmüştür. Bird ve Riordan (1986) tarafından ileri sürülen bu modelde, matematiksel ifadeler ile basınç, sıcaklık, bağıl nem, görüş uzaklığı gibi yer ölçümleri kullanılmaktadır. Görüş uzaklığına bağlı olarak, türbidite katsayısının bulunduğu bağıntılar çıkartılmış, bunların yerine doğrudan doğruya, pirhelyometrik ölçümlerle hesaplanan türbidite katsayıları giriş bilgisi olarak verilmiştir. Atmosfer dışına gelen ışınıma çeşitli atmosfer bilelenlerinin, geçirgenlik fonksiyonlarının etkisi ilave edilmiştir. Rayleigh saçılması, subuhan ve ozon absorbsiyonu, aerosoller ve gazlar tarafından azaltılma ile ilgili geçirgenlik fonksiyonları gözönüne alınmıştır. Hesaplamalar saçılma ve absorbsiyon olaylarında önemli olan 0.3-4.0 um arasındaki 122 dalgaboyunda yapılmıştır. Modelin gerçeklenmesi amacıyla, tüm spektrum boyunca ve belirli spektral bantlardaki pirhelyometrik ölçümler ile modelden elde edilen değerlerin karşılaştırılması yoluna gidilmiştir. Ancak spektral bant değerlerinin bulunmasında, eşit olmayan bu dalgaboyu aralıkları interpole edilerek, sayısal integrasyon yöntemiyle hesaplamalar yapılmıştır. Pirhelyometrik ölçümler san (OG1) ve kırmızı (RG2) filtreleriyle yapılmıştır. Bu filtrelerin ölçüm aralıkları sırasıyla 0.530-2.8 um ve 0.630- 2.8 um dalgaboylandır. Modelden elde edilen değerlerle hesaplanan değerler arasındaki uyum araştırılmış ve ortalama bağıl hataların bu tür çalışmalar için kabul edilebilen şuurlar içerisinde olduğu bulunmuştur. Ayrıca atmosferde değişken olan subuhan miktarı ve aerosollerin güneş ışınımının spektral dağılımı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Ultraviyole, görünür ve infrared ışınım bölgeleri için bu etkiler ayn ayn hesaplanarak, absorbsiyon ve saçılma sonucunda spektral ışınımı azaltmaları da detaylı bir şekilde araştırılmıştır.
-
ÖgeDiyarbakır İli İçin 2015 Yılında Çöl Tozları Taşınımının Bsc-dream8b Modeli İle Araştırılması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016-06-29) Ünal, Aylin ; Deniz, Ali ; 10114967 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringHava kirliliği, insan sağlığı üzerinde ciddi sağlık problemlerine ve ölümlere neden olduğundan dünyada en önemli sorunlar arasında gelmektedir. Dünyada her yıl milyonlarca insan hava kirliliği nedeniyle hayatını kaybetmektedir. Türkiye’de hava kirliliği özellikle 1950’lerden sonra nüfusun artması, kırsal bölgelerden şehirlere göçün artması, kentlerin büyümesi ve endüstrinin gelişmesiyle sağlık sorunu olmaya başlamıştır. Türkiye genelinde yapılan ölçümler insanların soluduğu havanın sağlığa zararlı olduğunu göstermektedir. Yapılan pek çok çalışmada, havadaki kirletici konsantrasyonları ile hastaneye başvuruların arttığı gözlemlenmiş ve ölümler üzerinde etkisi olduğu ortaya konulmuştur. 1952 yılının Aralık ayında İngiltere’nin başkenti Londra’da meydana gelen hava kirliliğinin, 5.000 kişinin ölümüne neden olarak, insan sağlığı üzerinde ciddi sonuçlara sebep olduğu görülmüştür. Güneydoğu Anadolu bölgesinde hava kalitesi önemli bir endişe kaynağıdır. Bölgedeki PM10 konsantrasyonları, AB ve Dünya Sağlık Örgütü (WHO)'nün sağlığın korunması için belirlenen standart sınır değerlerin oldukça üzerindedir. Çalışma bölgesi olan Diyarbakır ilinde, nispeten artan sanayileşme, ısınma, artan araç sayısı ve doğal yollarla meydana gelen çöl tozlarının taşınımı hava kalitesini etkileyen en önemli unsurlardır. Diyarbakır coğrafi konumu ile çöl bölgelerine yakın olması, taşınımı engelleyecek bir orografik engelin olmaması, Orta enlem siklonlarının geçiş güzergâhında ve Batı rüzgârları kuşağında bulunması nedeniyle çöl tozu taşınımından önemli oranda etkilenmektedir. Buna bağlı olarak, Diyarbakır’da çöl tozlarının etkisinin bu kadar fazla olması insan sağlığını olumsuz yönde etkilemektedir. Yüzey alanı ve nüfusu ile Türkiye’nin en kalabalık 12. şehrini temsil eden Diyarbakır ili Güneydoğu Anadolu Projesinde yer almaktadır. Güneydoğu Anadolu Projesi (GAP) Türkiye’de bugüne kadar hazırlanan bölgesel kalkınma projeleri arasında en dinamik olarak hayata geçirilen bir projedir. Diyarbakır ayrıca mutfağı, kültürü ve tarihi yapıları ile Dünya kültüründe hızla önem kazanmıştır. UNESCO tarafından Hevsel bahçeleri ve kalesi ile Dünya miras listesine alınan Diyarbakır turizm açısından da önemli bir yere sahiptir. Bu nedenle Diyarbakır’ın hava kalitesi oldukça önem taşımaktadır. Bu çalışmada, Diyarbakır’da çöl tozları taşınımının detaylı bir şekilde araştırılması için 2015 yılında farklı mevsimlerdeki episod dönemleri incelenmiştir. Kış, yaz ve sonbahar olmak üzere üzere üç farklı episod dönemi belirlenmiştir. Farklı mevsimler seçilmesindeki amaç episod dönemlerindeki kirlilik durumunun daha detaylı bir şekilde incelenmesidir. Çalışmanın temel amacı, üç farklı episod dönemi için BSC-DREAM8b toz taşınımı tahmin modeli çıktılarının ve üç farklı mevsime ait toz taşınım olaylarının meteorolojik koşulları ile detaylı olarak incelenerek analiz edilmesidir. Episod günlerine ait atmosfer koşulları sinoptik ve yukarı atmosfer haritaları ile ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. Böylece, BSC-DREAM8b modelinin episod dönemlerindeki toz taşınımını yakalama performansı ortaya konmuştur. Üç farklı mevsime ait episod dönemleri olması modelin performansını değerlendirmede avantajlı olacaktır. Bunlara ek olarak, episod dönemleri için NOAA HySplit model çıktıları ile geri yörünge analizi yapılmış ve toz taşınımının etkisi ortaya konmuştur. Çalışmada ayrıca, model çıktıları EUMETSAT MSG toz ürünleri ile karşılaştırılıp detaylı olarak yorumlanmıştır. Çalışmada, Diyarbakır hava kalitesi ölçüm istasyonundan alınmış, 2015 yılı boyunca ölçülen PM10 değerleri kullanılmıştır. Diyarbakır iline ait rüzgar hızı ve yön bilgileri Meteoroloji Genel Müdürlüğünden alınmıştır. Hava kirliliği ile ilgili yapılan model çalışmaları ile, kirliliğin yoğun olmasının beklendiği günlerde, çevrede meydana getireceği etkiler göz önüne alınarak özellikle yaşlı, hasta ve çocukların dışarı çıkmaması için kamuoyunu bilgilendirilerek insanların ve çevrenin kirlilikten korunması amaçlanmıştır.
-
ÖgeEddy Kovaryans Yöntemiyle Buğday Bitkisinin Karbondioksit Akılarının Belirlenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-08-14) Semizoğlu, Elif ; Şaylan, Levent ; 440600 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringFarklı ekosistemlerin karbon bütçelerini belirlemek küresel karbon döngüsünü anlayabilmek açısından oldukça önemli bir konudur. Özellikle küresel ısınmanın en büyük sebebinin insan kaynaklı sera gazlarının (karbondioksit ve metan başta olmak üzere) atmosferik konsantrasyonlarının artışı olduğu düşünülünce, bu konuda yapılan bilimsel araştırmaların artış göstermesi yadsınamaz. FLUXNET (Akı Ağı) projesi kapsamında dünya üzerindeki farklı ekosistemlerin karbon bütçesini belirleyebilmek için altı kıtada karbondioksit akıları ölçülmektedir. Akı Ağında ölçüm alanları başta ormanlar olmak üzere, tarım alanları ve çayırlardır. Türkiye ise, bu akı ağı projesine hala dahil değildir. FAO’ya göre Avrupa’nın 1/3’ünü tarım alanları oluşturmaktadır. Bu sebeple toplam karbon döngüsündeki etkileri küçük de olsa tarım alanları üzerinde yapılan ölçümler, farklı tarım ürünleri ekilmesinin ve farklı tarımsal faaliyetler yürütülmesinin karbon bütçesi üzerindeki etkilerini belirleyebilmek için oldukça gereklidir. Bu ölçümlerin uzun dönemler devam ettirilmesi elde edilecek sonuçların güvenilirliği açısından oldukça önemli bir husustur. Bu çalışmada, Kırklareli’nde bulunan Atatürk Toprak Su ve Tarımsal Meteoroloji Araştırma İstasyonu Müdürlüğü’ne ait deneme alanında eddy kovaryans ölçüm sistemi kurularak 2009-2010 ve 2010-2011 gelişme dönemleri için buğday bitkisinin karbondioksit akıları ölçülmüştür. Ölçülen verilere frekans tepki düzeltmeleri, Webb-Pearman-Leuning düzeltmesi ve koordinat düzeltmesi yapılmıştır. Yapılan düzeltmelerden sonra elde edilen verilerden yağış, rüzgar yönü, yetersiz türbülans sebebiyle hatalı kabul edilen veriler atılmış ve eksik veriler uluslararası çalışmalarda kabul görmüş tamamlama yöntemleriyle doldurulmuştur. Bu ölçüm sonuçlarından bitkinin ne kadar karbonu atmosferden aldığını ve ne kadarını atmosfere tekrar geri verdiğini gösteren NEE (Net Ekosistem Değişimi), GPP (Brüt Fotosentez) ve Reco (Ekosistem Solunumu) değerleri hesaplanmıştır. Yapılan çalışma sonucunda kışlık buğdayın toplam NEE, GPP ve Reco değerleri 2009-2010 gelişme döneminde sırasıyla -354.9, 1142.2 ve 788.6 g C m-2 olarak bulunmuştur. Bu dönem için ortalama günlük GPP 4.21 g C m-2, Reco 2.91 g C m-2 ve NEE -1.31 g C m-2 olmuştur. 2010-2011 gelişme döneminde toplam NEE, GPP ve Reco değerleri sırasıyla -441.3 g C m-2, 1046.8 g C m-2 ve 605.5 g C m-2 olmuştur. Bu dönem için ortalama günlük NEE, GPP ve Reco değerleri ise sırasıyla -1.72 g C m-2, 4.09 g C m-2 ve 2.37 g C m-2’dir. Bu çalışmada ayrıca karbon akıları ile meteorolojik faktörler ve yine karbon akıları ile vejetasyon dinamikleri (NDVI, LAI, sPRI, biyokütle) arasında ilişki olup olmadığı incelenmiştir. Karbon akıları ile meteorolojik faktörler arasındaki ilişkiler incelendiğinde, özellikle bitkinin fotosentez aktivitesinin arttığı zaman aralığında PPFD ile GPP arasında doğrusal olmayan iyi bir ilişki olduğu görülmektedir. Reco daha çok toprak sıcaklığıyla bağlantılı çıkmıştır. Ayrıca vejetasyon dinamikleri ile karbon akıları arasında da oldukça yüksek belirlilik katsayısına sahip ilişkiler tespit edilmiştir.
-
ÖgeGüneş Lekesi Çevrim Süreci İçerisinde Kozmik Işınların Yeryüzü İklim-Bulut Örtüsü İle Olan İlişkisinin İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Akcan, M. Ender ; Menteş, Ş. Sibel ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringYapılan incelemeler global bulutluluk miktarının, dünyanın radyasyon bütçesinde önemli bir rol üstlendiğini (17-35 Wm-2) ortaya koymuştur. Bu nedenle bulutluluk ve kozmik ışınlar arasındaki ilişkinin incelenmesi ve belirlenmesi dünya iklimi açısından da oldukça önemlidir. Solar aktivitelerin minimum olduğu periyotta, atmosfere giren kozmik ışın akısı maksimuma ulaşır. Bu nedenle bu konuda yapılan çalışmalar için güneş aktivitelerinin minimum olduğu dönemler göz önünde bulundurulur. Kozmik ışınlar ile bulutluluk arasında bir ilişkinin olduğuna yönelik çalışmalar son yıllarda artmaya başlamıştır. Eğer kozmik ışınlar ile bulutluluk arasındaki olası ilişki belirlenebilirse, güneş aktiviteleri ile dünya iklimi arasındaki bağlantı da gösterilebilir. Yapılan bu çalışmada SPE analiz yöntemi kullanılarak kozmik ışın-bulut verileri arasındaki ilişki irdelenmiştir ve sonuç olarak bu parametreler arasında bir ilişki görülmüştür. Çalışmanın ikinci aşamasında ise, Yapay Sinir Ağları (YSA) tabanlı METUNN modeli ile bulutluluk miktarı ve bulut tepe sıcaklığı için tahmin çalışması yapılmıştır. Elde edilen sonuçların hata limitlerine uygun olduğu görülmüştür.
-
ÖgeHissedilen Ve Üşüme Sıcaklıklarının Türkiye Üzerindeki Dağılımı(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Baloğlu, Müge ; Şen, Orhan ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringSıcaklık, bağıl nem ve rüzgar hızı insanın termal konforunu etkileyen önemli meteorolojik parametrelerdir. Sıcaklığın ve nemin yüksek olduğu hava koşullarında hissedeceğimiz sıcaklık, bulunduğumuz ortamın hava sıcaklığından daha yüksek olacaktır. Bu durum yaz aylarında ve nemin yüksek olduğu günlerde sıkça görülmektedir. İnsan vücudu sürekli enerji açığa çıkarmakta ve vücutta bir ısı kaybı meydana gelmektedir. Isı kaybından vücudun algıladığı hava sıcaklığı da değişik olmaktadır. Kış aylarında ise vücudun hissettiği sıcaklık, rüzgar şiddetinden dolayı havanın sıcaklığından daha düşük olacaktır. Rüzgar soğuğu temas yoluyla ısıyı cildimizden alarak derimizi çevreleyen havaya taşır. Böylece derimizin hissedeceği sıcaklık daha düşüktür. Windchill (üşüme sıcaklığı) ve hissedilen sıcaklık insanın termal konforunu önemli ölçüde etkiler. Ancak bulunduğumuz çevre koşullarına, kişinin yaşına, sağlığına, beslenmesine, giyimine ve diğer koşullara göre farklı ölçülerde etkiler. Yaz aylarında yüksek sıcaklıktan dolayı, kış aylarında ise dondurucu soğuklardan dolayı termal konfor değişmekte ve insan sağlığını olumsuz yönde etkilemektedir. Bu çalışmanın amacı, canlıların özellikle insanların maruz kaldığı hissedilen ve üşüme sıcaklıklarının aylara göre dağılımını ortaya koymaktır. Bu hem turizm açısından hem de yaşam koşulları açısından ısıtma-soğutmada önemlidir. Bu çalışmada Türkiye geneline dağılmış 80 istasyonda 1929-1990 yılları arasında ölçümleri yapılmış sıcaklık, rüzgar hızı ve bağıl nem değerleri kullanılarak Nisan-Eylül ayları için hissedilen sıcaklıklar, Ekim-Mart ayları için de Windchill (üşüme sıcaklıkları) hesaplanmıştır ve Türkiye üzerindeki dağılımları incelenmiştir.
-
Ögeİç Anadolu Bölgesi İçin Güneye Bakan Eğimli Yüzeye Gelen Günlük Global, Direkt Ve Difüz Radyasyonun Hesaplanması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-07-22) Yenisey, Dilek ; Topçu, Hatice Sema ; 10081575 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringÖZET Enerji en genel anlamıyla iş yapma kabiliyeti, iş ise bir güç etkisiyle sistemde hareket oluşturmak ve yer değiştirmektir. İlk çağlarda insanlar iş yapabilmek için kendi vücut enerjilerini kullanırlarken, zamanla hayatlarını daha kolay sürdürebilmeleri için hayvan gücünden istifade etmeye başladılar. Bunu 1600’lü yıllarda Avrupalıların ormanları kullanmaya başlaması ve kömürü keşfetmeleri takip etti. 1700’lü yıllarda İngiltere’de başlayan sanayi devrimi neticesinde yeni makinelerin icat edilip kullanılmaya başlaması ile birlikte enerjiye olan talep de aynı oranda arttı. 1776 yılında, James Watt, Newcomen’ın daha önce bulduğu buhar makinesini geliştirerek, kömür madenlerindeki su baskınlarını önlemek amacıyla kullanılan su pompasını sanayide kullanılır hale getirdi ve kömür madenlerinin rahatlamasını sağlayan bu buluş, başta tekstil olmak üzere sanayi devriminin daha hızlı gelişimini sağladı. Bu yüzyılın dünya enerji tarihinin gelişimini yakından ilgilendiren siyasi gelişmelere de bakacak olursak, 1776’da Amerika’nın kurulması ve Rusya ve Fransa’nın gittikçe dünya siyasetinde önem kazanmaya başlamalarından söz edebiliriz. Çünkü bu ülkeler enerji tarihini değiştiren, geliştiren çok önemli çalışmalara, olaylara, keşiflere yol açmışlardır. Yine aynı dönemlerde Edison tarafından (1882) elektriğin bulunması, enerji alanındaki en büyük adımlar biridir. 1800’lü yıllar enerjiye olan talebin daha da arttığı, bu konuda özellikle Almanya ve Fransa arasında çatışmaların yaşandığı ve artık yoğun olarak yeni kaynak araştırmalarının hızlandığı dönemdir. Özellikle yüzyılın ikinci yarısında, 1861’de Amerika’da petrolün bulunması ve bunu daha sonra Rusya ve dünyanın pek çok yerinde bulunan petrol reservlerinin takip etmesi bu yüzyılın enerji bakımından en önemli olaylarındandır. 1900 yılların ilk yarısı enerji kaynaklarının paylaşımı konusunda savaşların yaşandığı bütün dünya ve insanlık tarihi için en zor dönemlerden biridir. Bu dönemde aynı zamanda petrol araştırmaları hızlanmış ve önce İran olmak üzere sırasıyla Irak, Kuveyt ve Arabistan ve daha sonra Ortadoğu bölgesinin büyük bir kısmında yeni petrol rezervleri tespit edilip üretim faaliyetleri arttırılmıştır. Yeni makinelerin icatlarına devam edilmiş, içten yanmalı motorlar keşfedilmiş ve ilk otomobil üretilmiştir. Bu yüzyılda bilimsel araştırmalar da çok yoğundur; özellikle Einstein’ın çalışmaları ve keşifleri neticesinde, atom çekirdeğinin parçalanmasıyla kütlenin enerjiye dönüşümü açıklanmış, ve bu durum enerji alanında yeni bir çığır açarak nükleer enerjiyi gündeme getirmiştir. Bu çalışma daha sonra İtalyan bilim adamı Enrica Ferni ile başlayan ve birçok bilim adamının değişik zamanlardaki katkıları ile 1942 yılında Amerika’da ilk nükleer reaktörün kurulmasına kadar uzanan bir süreçtir. Bizim ülkemiz açısından enerji gelişimine baktığımızda, dünyadaki gelişmenin tersine 1800 yıllar Osmanlı imparatorluğunun büyük sorunlar yaşadığı ve küçülmeye başladığı bir süreçtir. Sanayi devriminden uzak kalışı ve 1900’lü yılların başlarında keşfedilen petrol rezervine sahip toprakların kaybedilişi söz konusudur. Dünyada 1882 yılında kullanılmaya başlanan elektriğin bizim ülkemize ilk gelişi 1914 yılındadır. Birinci dünya savaşının en çok etkilediği ülkelerden biri olarak İmparatorluk dağılmış ve Türkiye Cumhuriyeti kurulmuş ve yeni kurumlar oluşturulup enerji alanında çalışmalar başlamış ve bu konuda ilk olarak İzmir’de 9 Eylül Üniversitesi Enerji Enstitüsü kurulmuş ve enerji politikaları oluşturulmaya başlanmıştır. Ülkelerin gelişmişlik seviyesi kişi başına düşen enerji miktarına göre belirlenmektedir. Kendi kaynaklarının büyük bir bölümünü ilerki dönemlerde kullanmak üzere saklayarak, Ortadoğu’daki büyük petrol kaynaklarına yönelen gelişmiş ve sanayileşmiş ülkeler 1973 yılında yaşanan enerji krizi, 1979 İran devrimi, 1980 İran-Irak savaşlarının başlaması ve 1990 Körfez savaşı gibi çalkantılı dönemlerin arda arda gelmesi ve bu durumun petrol fiyatlarında da büyük çalkantılara neden olmasıyla sarsılmışlar ve artık gelecek 100 yılı kapsayan enerji politikalarını oluşturmaya başlamışlardır. Bu politikalar, büyük ölçüde ülkelerin kendi öz kaynaklarının durumuna ve çeşitliliğine, coğrafi konumlarına, nüfus artış hızları ve yoğunluklarına, ekonomilerine göre belirlenir. Milyonlarca yılda güneş enerjisi sayesinde oluşmuş olan fosil kaynakların tükenme tehlikesi taşıması ve hem fosil yakıtların ve hem de nükleer enerji reaktörlerinin çevreye verdikleri zararlar ve yan etkileri nedeniyle ülkeler ve bilim insanları kaynağı kendilerinde olan, kolay temin edilebilecek temiz yeni kaynak arayışlarına girmişler ve böylece yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmişlerdir. Yukarıda saydığımız özelliklerin hepsini taşıyan yenilebilir enerji kaynakları hidrolik, güneş, biyokütle, rüzgar, jeotermal, dalga gel-git ve hidrojen olmak üzere sıralanabilir. Bu kaynakların bazıları zaten ilk çağlardan beri farkedilmiş ve az miktarda da olsa kullanılmaktaydı. Mesela, rüzgar enerjisi çok eski zamanlardan itibaren keşfedilmiş ve yelkenli gemilerde ve yel değirmenlerinde kullanılıyordu. Aynı şekilde M.Ö 100. yıllarda nehir kenarlarına kurulan su değirmenleri vardı. Bu gün artık bütün dünyada ve ülkemizde bu kaynakların hepsi çok geniş bir uygulama içerisinde, çok ileri yöntemlerle yoğun olarak kullanılmakta ve bu alanların daha da genişlemesi için gerekli her türlü çalışmalar yapılmaktadır ve geleceğin en temiz ve sürdürülebilir enerji yakıtı olarak yenilenebilir bir kaynak olan Hidrojen gösterilmektedir. Bu tezin konusu olan Güneş enerjisi, yenilenebilir kaynakların temelini oluşturmaktadır. Çünkü aslında bütün enerjilerin kaynağı olan ve enerjisinin yaklaşık olarak gelecek 1030 yıl boyunca bitmeyeceği hesaplanan güneş, aynı zamanda tabiatın ve yaşamın da kaynağıdır ve dünyamız bu enerjiyle beslenmektedir. Güneş enerjisinin insanlar tarafından farkedilip çeşitli sebeplerle kısmen kullanılması M.Ö 212 yıllarında Arşimet’in bu enerjiyi keşfedip Roma ordusuna karşı kulanmasına kadar geriye gitmektedir. 1839 yılında Fransız fizik profesörü Edmond Becquerel’in ilk fotovoltaik etkiyi tespit etmesi ve yine 1860’da Fransa’da su ısıtmak amacıyla kullanılan kollektörler sanayideki ilk uygulamalardır. O zamanlardan günümüze ışık veya ısı enerjisi veya elektrik enerjisi üretiminde kullanılmak suretiyle güneş enerjisinin uygulama alanları çok gelişmiş ve yaygınlaşmıştır. Güneşten enerji temin etmenin negatif bir yönü olarak, güneş radyasyonu bileşenlerinin ölçümünün ve başlangıçtaki kurulum maliyetlerinin yüksek oluşu ve kesintili bir kaynak olması nedeniyle enerjinin depolanması durumu karşımıza çıkmaktadır. Fakat teknolojik gelişimlerle doğru orantılı olarak yapılan çalışmalar bu maliyetleri önemli ölçüde düşürmeye başlamıştır. Bu konuda daha iyi neticelere ulaşmak için yapılan araştırmalar nano teknolojik düzeyde sürdürülmektedir. Bu durum Güneş enerjisinin gelecek yıllarda gittikçe artan bir şekilde daha da fazla kullanılacağının en önemli göstergesidir. Güneş enerjisi, güneşin merkezindeki hidrojen gazının füzyon nedeniyle helyuma dönüşmesi neticesi ortaya çıkan çok yüksek miktardaki radyasyonun yeryüzüne ulaşması ile temin edilir. Bu radyasyonun atmosfer dışına gelen miktarı sabittir, fakat yeryüzüne ulaşması çok değişik faktörlerin etkisiyle azalarak olmakta ve şartlara bağlı olarak değişmektedir. Güneşten enerji üretebilmek için, bu radyasyon miktarlarının ölçümü veya ölçülemeyen bileşenlerinin hesaplanması çok önemlidir. Güneş radyasyonu ölçümlerinin her yerde yapılamaması ve çok pahalı oluşu, aynı şekilde enerji üretecek sistemlerin kurulumunun maliyetinin de çok yüksek olması fizibilite çalışmalarının ne kadar önemli olduğunu gösterir. Bu konuda Güneş radyasyonu tahminleri ve potansiyel çalışmaları gerekmektedir. Eğimli yüzeye gelen güneş radyasyon miktarı yatay yüzeye göre yüksektir. Fakat yatay yüzeye gelen güneş radyasyonu değerlerinin ölçülebilmesine karşılık, eğimli yüzeye gelen radyasyon bileşenleri ölçülemez, ancak yatay yüzeye gelen ölçüm değerleri kullanılarak çeşitli modeller sayesinde hesaplanabilir. Ayrıca, güneş geometrisi, dünyanın kendi ekseni ve güneşin yörüngesindeki hareketleri sebebiyle radyasyon miktarında meydana gelen değişiklikler nedeniyle, en uygun açı ve yön tespiti de güneş enerjisi sistemlerinin kurulumu, tasarımı ve güneşten maksimum enerji elde edilmesi için çok önemlidir. 1800’lü yıllardan bu yana, çok fazla sayıda bilim adamı bu konuda çok önemli çalışmalar yapmışlar ve birçok modeller geliştirmişlerdir. Bu modeller sayesinde, ülkeler ve bölgeler bazında güneş enerjisi potansiyellerini tespit etmek üzere yapılan analizler çok gelişmiştir ve iyi bir güneş enerjisi potansiyeli analizi sayesinde hem güneşten maksimum enerji elde etmek hem de çok büyük maliyetleri olan bu sistemlerin planlanıp hayata geçirilmesi daha kolay ve verimli olur. Tezde çalışma alanı olarak Türkiye’nin üçüncü büyük güneş enerjisi potansiyeline sahip olan ve güneş enerjisi tarlaları kurulmak üzere teşvik almış bulunan İç Anadolu Bölgesi seçilmiştir. Bu bölgedeki enlem sırasına göre kuzeyden güneye sırasıyla Ankara, Kayseri, Aksaray ve Karaman illeri için güneye bakan 10-90 derece eğimli yüzeylerde izotropik ve anizotropik saçılma koşullarında güneş radyasyonu bileşenleri hesaplanarak bu değerler analiz edilmiştir. Meteoroloji Genel Müdürlüğü’nden temin edilen ‘Toplam Güneşlenme Şiddeti’ verilerinden hareketle, bu illerde eğimli yüzeylere gelen radyasyon değerleri 10, 20, 30 ,40, 50, 60, 70, 80 ve 90 derece açılar için hesaplanmıştır. Veriler, Ankara için; 2010, 2011, 2012, 2013, Kayseri için; 2007, 2008, 2009, 2010, Aksaray için; 2007, 2008, 2009, 2010, 2012, 2013 ve Karaman için; 2007, 2008, 2009, 2010, 2012, 2013 yıllarına aittir. Yatay düzleme gelen radyasyon direkt ve difüz olmak üzere iki bileşenden, eğik düzleme gelen radyasyon ise direkt, difüz ve yansıyan olmak üzere üç bileşenden oluşmakta ve bu bileşenlerin toplamı gobal değerleri vermektedir. Tezde, her saat başı ölçülmüş olan günlük global radyasyon değerlerinden (H) hareketle her bir istasyon için önce atmosfer dışına gelen radyasyon (H0) ve açıklık indeksi (KT=H/H0) ve buradan hareketle de yatay ve eğik düzlemlere gelen global değerler bulunmuştur. İşlemleri 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 ve 90 derece açılar baz alınarak ve difüz bileşenleri hesaplamak için izotropik ve anizotropik modeller kullanılarak, Excel programı ile her bir açı için güneş radyasyonu bileşenleri ayrı ayrı hesaplanmış ve sonuçlar görselleştirilerek yorumlanmıştır.
-
Ögeİklim Değişikliğinin Buğday Bitkisinin Gelişimi Ve Verimine Olası Etkilerinin Bitki-iklim Simulasyon Modeli İle İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-02-27) Çaylak, Osman ; Şaylan, Levent ; 10066287 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological Engineeringİklim değişikliği günümüzde Dünya genelinde hemen herkesin hem fikir olduğu, ancak olası etkileri hakkında sıkça tartışmaların yaşanadığı ve birçok araştırmanın ana hedefi olmuş ciddi bir konudur. Hükümetler arası iklim değişimi organizasyonu (IPCC) raporlarına göre, çeşitli kaynaklardan doğaya salının sera gazlarındaki artış, küresel ortalama sıcaklığını etkilemektedir. Bu durum dünya iklimini makro, mezo ve mikro ölçekte değiştirmektedir ve değiştirecektir. Tarımsal üretimin planlanması ve gelecekteki durumunun belirlenmesi geçmişten günümüze insan hayatında büyük önem arz etmektedir. Toprak, bitki ve atmosfer arasındaki etkileşim, tarımsal üretime yön veren en önemli faktörlerdir. Bu faktörlerin içinde en karmaşık ve belirsiz olanlar, kontrol edilemeyen meteorolojik değişkenlerdir. Bu anlamda meterolojik faktörlerdeki olası değişiklerin belirlenmesi, tarımsal üretimin gelecekteki durumu hakkında fikir sahibi olmamızı sağlayacaktır. Dünya’da, olası iklim değişikliği ve bunun tarıma etkilerini inceleyen çeşitli araştırmalar yapılmaktadır. Teknolojinin hızla geliştiği günümüz şartlarında bu araştırmalarda bitki-iklim simulasyon modelleri kullanılmaktadır. Bunlar, tarımsal sistemlerin davranışlarını analiz etmek amacıyla geliştirilen matematiksel modellerdir. Ekilen tohum sayısı, gübreleme vb tarımsal yönetim girdileri ile sıcaklık, bağıl nem, yağış, radyasyon vb. meteorolojik değişkenler modellerde girdi olarak kullanılır. Bu çalışmada amaçlanan, olası iklim değişikliği senaryolarını dikkate alarak Kırklareli’nde yetiştirilen buğday bitkisinin gelecekteki verimini araştırmaktır. Bu amaca yönelik olarak, DSSAT bitki iklim simulasyon modellerinden CERES-Wheat modeli kullanılmıştır. Modelin girdi ve çıktı verileri olarak Kırklareli Toprak Su ve Tarımsal Meteoroloji Araştırma İstasyonu Müdürlüğü arazisinde buğday tarlası üzerine kurulan meteoroloji istasyonunda kaydedilen meteorolojik ve bu arazide ölçülen, gözlenen toprak ve bitki ile ilgili veriler kullanılmıştır. Modelin kalibre edilmesinin ardından hassasiyet analizleri yapılmıştır. Kırklareli için RegCm4, ECHAM5 global iklim modellerinin çıktıları kullanılarak bölgede gelecekte buğday verimindeki değişimler model ile simule edilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde, buğday veriminin sıcaklık artışına oldukça tepkili olduğu gözlenmiştir (T+5 simulasyonu için -%35.9). Rg ve CO2 değerlerinin verimi olumlu etkilediği belirlenmiştir. Ancak, bu durum buğday veriminde sıcaklık artışından kaynaklanan olumsuzluğu dengeleyemediği gözlenmektedir. Benzer şekilde yağış miktarındaki azalma, buğday veriminin düşmesine neden olmaktadır. Ayrıca, buğday bitkisinin dane veriminde, 2013-2040 yılı ortalama meteorolojik verilere göre, % 8; bir sonraki 30 yılın ortalama verilerine göre (2041-2070) % 12 ve daha sonraki 30 yıllık periyodun ortalama verilerine göre ise (2071-2100) % 20’ye kadar azalma modellenmiştir. Buna ilave olarak; geçmiş yıllardaki (1975-2010) verilere göre belirlenen katsayılarla model çalıştırıldığında ise, 2013-2100 yılları arasındaki ortalama meteorolojik verilere göre, verimde % 3 ile 6 arasında bir azalma belirlenmiştir.
-
Ögeİklim Değişikliğinin Buharlaşmaya Olası Etkileri(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-10-23) Azlak, Muhammet ; Şaylan, Levent ; 10072279 ; Meteoroloji Mühendisliği ; Meteorological EngineeringSon yıllarda çevre ile ilgili en popüler konuların başında iklim değişikliği ve su problemleri gelmektedir. Özellikle etkisini hissettirmeye başlayan iklim değişikliğinin gelecekte su kaynaklarına yapacağı etki gündemdeki önemli konular arasında yer almaktadır. İklim değişikliğinin gelecekte getireceği en büyük sorunlardan bir tanesi su kaynaklarına olacak etkileridir. Bu kapsamda iklim değişikliğinin su kaynakları ve su yönetimi stratejileri üzerine etkilerine şimdiden adapte olmak için gerekli önlemlerin alınması önem arz etmekte bunun için de iklim değişikliğinin su kaynaklarına olası etkilerinin belirlenmesi gerekmektedir. Buharlaşma hidrolojik döngünün önemli bir bileşenidir ve hidrolojik döngü kapsamında gerçekleşen buharlaşmadan kaynaklanan su kayıplarının bilinmesi, su yönetimi ve planlaması açısından önemli bir husustur. Özellikle tarıma dayalı ekonomisi olan ve su talebinin % 70-75’ini tarım sektörünün oluşturduğu ülkemizde suyun yönetilmesi ve planlanması büyük önem taşımaktadır. Suyun sürdürülebilir bir şekilde yönetilmesi ve planlanması için gelecekte gerçekleşecek girdi ve kayıpların net olarak belirlenmesi gerekmektedir. Bu çerçevede, bu çalışmada Trakya Bölgesinde bulunan üç ilde (Edirne, Kırklareli, Tekirdağ) buharlaşmanın geçmişten günümüze durumu incelenmiştir. Ayrıca iklim değişikliği senaryolarından A1B senaryosu çerçevesinde elde edilen model verileri kapsamında 2040 yılına kadar olan buharlaşma eğilimi ortaya konmuştur. Çalışma için 1975-2010 yılları arası dönem için Edirne, Kırklareli ve Tekirdağ illeri için; 41° 40’ K 26° 33’ D enlem ve boylamlarındaki Edirne merkez, 41° 44’ K 27° 13’ D enlem ve boylamlarındaki Kırklareli merkez ile 40° 59’ K 27° 29’ D enlem ve boylamlarındaki Tekirdağ merkez için istasyon verileri ile bu üç il için 1975-2010 yılı model verileri geçmiş dönem verileri olarak incelenmiştir. Gelecekteki durumun ortaya konması için de 2015-2040 dönemi model verileri kullanılmıştır. Çalışma kapsamında yirmi farklı metotla buharlaşmalar (evapotranspirasyon) hesaplanmış, buharlaşmanın geçmişten günümüze eğilimi ve 2015-2040 dönemi için buharlaşmanın geçmiş döneme göre durumu ortaya konmuştur. Bu kapsamda, ilk olarak 1975-2010 yılları dönem için model ve istasyon verilerinin, 2015-2040 arası dönem için model verilerinin evapotranspirasyon zaman serileri çizdirilmiştir. Zaman serilerinin eğilimine bakıldığında çok küçük değerdeki eğilim katsayıları ile pozitif bir eğilim olduğu ortaya konmuştur. Burada çalışma kapsamında karşılaşılan sorun; ülkemizde ölçümlerle desteklenmediğinden ve karşılaştırma çalışması yapılmadığından, farklı ve sayıca çok olan yöntemlerden ülkemize uygun olan yöntem/yöntemlerin bilinmemesidir. Bu kapsamda seçilen yirmi yöntemin, yirmi yöntemden biri olan ve FAO (Food and Agriculture Organization) tarafından standart metot olarak önerilen Penman-Monteith metoduna göre durumu incelenmiş, Penman Monteith metodu ile diğer metotlar karşılaştırılmıştır. Bu kapsamda en iyi sonuçlar Edirne, Kırklareli ve Tekirdağ için hem geçmiş hem de gelecek dönemler için genel olarak McGuinness ve Bordne (1972), Hargreaves (1975) ve Jensen Haise (1963) metodu için elde edilmiş en kötü sonuçların Turc (1961) metodunda olduğu belirlenmiştir. Penman Monteith metodu baz alınarak yapılan hata hesaplamalarında ise Hargreaves ve Samani (1985) ile WMO (1966) metodu en düşük hata değerlerine sahipken Turc (1961) metodu en yüksek hata değerlerini göstermiştir. Penman-Monteith metodu ile diğer metotlar karşılaştırıldıktan sonra, evapotranspirayonun 1975-2010 dönemi için istasyon ve model verileri, 2015-2040 arası dönem için model verisi olarak uzun yıllar aylık ortalamasının durumu karşılaştırılmıştır. Bu çalışma yapılırken senaryoların çeşitlendirilmesi açısından varsayımsal olarak 1975-2010 dönemine göre sıcaklığın 3 °C ve 5 °C artması ve bu doğrultuda global radyasyonun 1, 2 ve 3 MJ m-2 gün-1 artacağı senaryolar üretilmiş ve 2015-2040 dönemi model verisi ile varsayımsal senaryolar kapsamında uzun yıllar aylık ortalamalar karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sınucunda sıcaklığın 5 °C ve global radyasyonun 3 MJ m-2 gün-1 artığı varsayımsal senaryo ile 2015-2040 arası dönem model verileri ile hesaplanan buharlaşmaların uzun yıllar aylık ortalama olarak en yüksek sonuçları verdiği belirlenmiştir. Ayrıca buharlaşmanın hesaplandığı 20 metot potansiyel evapotranspirasyon metotları ve referans evapotranspirasyon metotları olarak karşılaştırılmışlardır. Potansiyel evapotranspirasyon metotları içinde genel olarak Albrecht (1950) ve Brockamp ve Wenner (1963) uzun yıllar aylık ortalama bazında en yüksek değerleri gösterirken Turc (1961) metodu en düşük değerleri, referans evapotranspirasyon metotları içinde de Bruin (1979) ile Schendel (1967) metodları en yüksek değerleri gösterirken Irmak (2003b) metodu en düşük değerleri göstermiştir. Buharlaşma eğiliminin ortaya konması için yıllık buharlaşmaların uzun yıllar ortalamasından olan sapmaları incelenmiştir. Bu kapsamda genel olarak buharlaşmanın pozitif yönlü bir eğilim sergilediği ortaya konmuştur. Çalışmanın nihai sonucu olarak gelecek dönem için model verisi ve varsayımsal senaryolar bazında hesaplanan buharlaşmaların 1975-2010 arası istasyon ve model verilerine göre durumu incelenmiş ve buharlaşmanın gelecek dönemde geçmiş döneme göre iklim değişikliği çerçevesinde %10-15 bandında artacağı yirmi metot çerçevesinde hesaplamalarla ortaya konmuştur.