Urban Heat Island Effect In Istanbul City

Abstract

Son yıllarda yerleşim alanlarının atmosferik parametreler üzerine etkileri çeşitli şehirler, yerleşim alanları için inceleme konusu olmuştur. Şehirler, sınır koşullarındaki yöresel değişiklik leri takiben advektif, difüzif ve radyatif süreçler arasın daki karmaşık girişimleri yaşarlar. Şehir ikliminin, ho mojen yüzeyler üzerinde düzgün ve sabit almayan hava akış ları ile ilgili alması buna ait bilgilere ihtiyaç gösterir, Ayrıca bir yerleşim alanı ve kırsal bölge arasın da gelişen farkların önemli derecede sinoptik koşullara bağımlı olduğu bilinmektedir [2]. Bunlar ise radyatif akı lar ve türbülanslı değişimlerin farklılığına bağlı olduğu gibi iklim farklılıklarının özünde bulunur. İşte bu kontrast durumlar, sakin atmosfer ve açık gökyüzü halinde en büyük değerli alup bulutlu ve rüzgarlı atmosferde kaybolmağa eğilimlidir. Bir başka deyişle de şehir meteorolojisi veya şehir iklimi üzerinde yapılan çalışmaların esasının yatay hava sıcaklığındaki süreksiz liğe dayandığı söylenebilir. Örneğin Londra şehri için ısı adası tanımı 159 yıl önce Howard tarafından yapılmış tır [4]. Howard çalışmasında Londra şehir merkezinin dı şındaki kırsal bölgelere göre daha sıcak olduğunu bulmuş ve buna etkiyen sebepleri şöyle sıralamıştır. a) Isı emisyonları, b) Bina duvarlarında ısının depolanması, c) Şehir yüzey pürüzlülüğü sebebiyle rüzgar hızlarında UI azalma, d) Şehir yüzeylerinde nemin azalması ve yağmur sularının toprak üzerinde buharlaşmaya uğramadan akış ile drenaja uğramasıdır. Bennet ise bu faktörlerin dışında ısı adası ve hava kirliliği arasındaki girişimlerin sonucu, ısı adası şiddetinin hesaplanmasında şehir yüzey pürüzlülüğü, ısın ma ve şehrin nem miktarındaki azalma gibi özelliklerin önemli olduğunu göstermiştir [k~\. Şehir ısı adası konusunda San Fransisko, Montreal, Pretoria, Ibadan, IMeu York ve Viyana'yı konu olan çalış malar en etkin düzeyde olanlardır. Bu tez çalışmasının amacı İstanbul'da ısı adası oluşumu üzerine şehir içi ve şehir dışı kırsal bölgelere ait sıcaklık, rüzgar hızı ve bağıl nem parametrelerinin etkisini analiz etmek, çeşitli faktörler ile aralarındaki karmaşık girişimi açıklamak ve İstanbul şehri için belir li ısı adası paternlerinin mevcudiyetini araştırmaktır. Şehirler ve içerisindeki binalar, atmosferin önemli şekilde kirlenmesine ve yüzey enerji dengelerinin modifikasyonuna yol açabilmektedir. Atmosferde kontrol süz olan kirlenme ise başlıca olarak endüstriyel, yanma ve ısınma işlemlesi ile araç emisyonlarından meydana gelmektedir. Ayrıca şehirleşmenin binalar ile beton malzeme ve yol inşaatları ile ilgili alması sebebiyle yüzey ' rad yasyon bütçesini oluşturan parametrelerde değişiklikler meydana gelmektedir. Bu değişiklikler kısa dalga güneş radyasyonunun direkt ve difüz bileşenlerinde, albedo, atmosferik uzun dalga radyasyon ve arza ait uzun dalga radyasyonda oluşmaktadır. Bu şehir ve kırsal bölgeler deki enerji dengesi Şekil 2.1 de verilmiştir. vrı Bu dengeyi sağlayan elemanlar ise Q^ atmosfere transfer alan türbülanslı ısı, QG yüzeye giden ısı iletimi ve Qe buharlaşmadan oluşmaktadır. Hava kirleticilerin varlığı nedeniyle radyasyon bütçesinde ve türbülanslı yapıdaki değişim gibi termal değişiklikleri zorlayan farklı faktörlerin etkilerini göz önüne alır. Yanma kaynaklı olarak ortaya çıkan ısı akışı ise [2.1] enerji denge denkleminin kaynak terimini temsil eder, Bunun şiddeti özellikle kış mevsiminde nüfus yoğunluğu İstanbul gibi fazla olan veya endüstriyel şehir lerde radyant alçıdan daha büyük olabilmektedir. Yazın ise güneş enerjisi önemlidir. Bu düşüncelerin ışığı al tında Dke bir şehir ısı adasının varlığını çeşitli durum larla açıklamıştır [35]. İstanbul şehri, yaklaşık 570D krn2lik alanda 1991 sayımına göre 8 milyon insanın Avrupa ve Anadolu yakasın-.. da yaşadığı M0 Kuzey enlemi ve 29D Doğu boylamı civarın da bulunmaktadır. Genel iklim özellikleri bakımından İstanbul şehri Karadeniz ve Marmara Denizlerinin etkisi altında bir geçiş iklim tipini yaşamaktadır. Bu çalışma için seçilen Devlet Meteoroloji İstas - yanları içerisinde Göztepe ve Kartal yoğun yerleşim bölge karakteri taşımakta, Kumköy, Şile ve Florya ise yerleşim yoğunluğunun nispeten az olduğu, kırsal bölge karakterinin hakim olduğu bölgeleri temsil etmektedir.

In this work differences in the air temperature fields in and around Istanbul city during the hours near sunset and cloudless skies are analyzed. The influence of synoptic wind speed on the heat island phenomena was examined. The relative and absolute humidities in the Istanbul urban and non-urban areas was studied during this work. Data upon which this study is based were gathered of Istanbul urban and non-urban areas during the years 1989, 1990, and 1991. Results show that, temperature differences between the urban and rural areas were exist in winter months and in the area of urban influence surface temperature is always higher than in non-urban area. Heat island usually exists more at the time of maximum temperature differences between urban and non-urban regions. There is inverse relationship between the synoptic wind speed and heat island, i.e. increase heat island is related with decrease in wind speed. Generally city and its rural areas are dry during day time and moist during night time, but Istanbul rural areas were more moist more than its urban areas. Finally in the thesis it is shown that meteorological parameters within cities are very important with respect to both urban air pollution patterns and to human health.