Uzaktan algılama sistemleri ile İstanbul'da atmosferik sınır tabaka ve hava kalitesi etkilerinin araştırılması

Abstract

Uzaktan algılama ölçüm sistemlerinden olan Doppler SODAR ve Lidar-silyometre cihazlarından elde edilen veriler ile atmosferik sınır tabakanın (AST) fiziksel özelliklerinin tespit edilmesi ve atmosfer dağılım modellemesi çalışması ile İstanbul üzerinde hava kalitesinin atmosferik şartlarla olan ilişkisini ortaya koymak bu tez çalışmasının ana amacıdır. Bu amaca yönelik olarak, farklı coğrafik bölgelere konuşlandırılmış uzaktan algılama cihazları ile belirlenen AST özelliklerinin hava kalitesi üzerine etkilerinin araştırılması hedeflenmiştir. Atmosferik karışma tabakası, hava kalitesini doğrudan etkilemekte, güneşten gelen radyasyon miktarı, topografya, pürüzlülük çeşidi ve diğer fiziksel etkenler nedeniyle gün boyunca çeşitli değerler göstermektedir. Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nün (MGM) yer gözlem istasyonları ile ölçülen rüzgar ve diğer meteorolojik paremetreler 2 metre ya da 10 metre gibi yüksekliklerde ölçülmeleri ve radyozonde gözlemlerinin seyrek yapılması nedeniyle meteorolojik değişkenlerin ve AST'nin zamansal ve mekansal değişimlerinin gerçek anlamda belirlenmesi mümkün olmamaktadır. Elde edilen bu meteorolojik verilerin hava kalitesi modellerinde bir girdi olarak kullanılması halinde ölçümlerin yeterli sıklıkta olmamasından ve düşey olarak atmosferin dikey yapısını tam anlamıyla temsil edilememesinden dolayı AST'nin termodinamik ve kinematik yapısı hakkında tam olarak bilgi sahibi olunamamaktadır ve hava kalitesi modellerinin ürettiği sonuçlar güvenilir olmamaktadır. Uzaktan algılama cihazlarıyla daha yukarı seviyelerde ve sürekli ölçümlerle bu belirsizlik azaltılmaktadır. Atmosferik şartlara bağlı olarak hava kalitesindeki değişimin belirlenebilmesi için ve hava kirleticilerinin zamanla taşınım, dağılım ve konsantrasyonlarının tahminlerinin doğru bir şekilde analiz edilebilmesi için AST'nin yüksekliği, rüzgar karakteristiği, termodinamiği ve kararlılığı hakkında doğru analizler ile belirlenmesi mümkündür. Sel, dolu, fırtına, hortum gibi yıkıcı ve şiddetli meteorolojik olayların ve kirletici taşınımlarının doğru bir şekilde analiz edilmesi ve öngörülerinin yapılması yukarıda bahsedilen AST değişkenleriyle, özellikle AST yüksekliği ve rüzgar karakteristikleriyle son derece yakın ilişkilidir. Bu çalışma kapsamında SODAR cihazıyla yapılan rüzgar ölçümleri ve Lidar-Silyometre cihazı ile ölçülen bulut yapısı ve bulut taban yükseklikleri değerleriyle AST yüksekliği belirleme çalışmaları yapılmıştır ve bu AST yüksekliğinin hava kalitesine etkileri incelenmiştir. Şehirleşme etkisindeki bölgelerde hava kirletici konsantrasyonlarının özellikle kış aylarındaki artışları yalnızca kirletici emisyon miktarındaki artış ile açıklanamazlar.