Türkiye'de şehirleşmenin mevcut sıcaklık eğilimine katkısı

Abstract

İklim değişikliği, günümüz dünyasının en önemli ve karmaşık sorunlarından birisidir. Bu küresel sorun, şehir alanlarında gözlemlenen şehir ısı adası etkisi ile birlikte, yerel iklim sistemlerini daha derinden etkileyebilmektedir. Şehir ısı adası kavramsal modeli, şehirsel alanların sıcaklığının, çevresindeki kırsal alanlardan önemli ölçüde daha yüksek olması durumudur. Şehir ısı adası kavramsal modeline sebebiyet veren başlıca faktörler; şehirlerde kullanılan materyaller, şehir geometrisi, hava kirliliği ve antropojenik kaynaklı ısıdır. Şehirsel alanlarda, ısıyı emebilen ve tutabilen beton ve asfalt gibi malzemelerin termal özellikleri nedeniyle daha yüksek sıcaklıklar gözlemlenmektedir. Bu çalışmada, Türkiye meteoroloji gözlem ağındaki istasyonların şehir ısı adası fenomeninden ne ölçüde etkilendiğinin tespit edilmesi amaçlanmıçtır. Şehir ısı adası etkisini istayon bazında tespit etmek amacı ile şehir eksi kırsal yaklaşımı benimsenmiştir ve bu amaç doğrultusunda sıcaklık verisi olarak şehir ısı adası etkisinin daha belirgin olduğu, günlük mimimum sıcaklık verileri kulanılmıştır. İstasyonları, çevrelerindeki şehirsel alanların kapsamına göre sınıflandırmak amacı ile CORINE (Coordination of Information on the Environment) arazi örtüsü/kulanımı uzaktan algılama verisi kullanılmıştır. Çalışmada CORINE verisinin mevcut olduğu yıllar ile uygun olacak şekilde 1980 ile 2022 yılları arası analiz edilmiştir. İstasyonları sınıflandırmak amacıyla, istasyonların üzerlerine dairesel etki alanları yerleştirilmiştir ve dairesel etki alanı içerisinde kalan şehirsel alanların kapsamı değerlendirilmiştir. Şehir ısı adası etkisinin en belirgin olduğu dairesel etki alanı yarıçapının 6 km ve 8 km olabileceği tespit edilmiştir. Ardından bütün istasyonlarda, yerleştirilen dairesel etki alanının içerisinde kalan şehirsel alanın, dairesel etki alanına olan oranı hesaplanarak şehirsel alan oranları belirlenmiştir. Daha sonra istasyonların şehirsel alan oranlarına göre sınıflandırılabilmesi için eşik değerler belirlenmiştir. 6 km yarıçaplı dairesel etki alanı için %26, 8 km yarıçaplı dairesel etki alanı için %17 eşik değerleri tespit edilmiştir. Akabinde, şehir ve kırsal olarak yapılan sınıflandırma bir adım daha özelleştirilerek, şehir olarak sınıflandırılan istasyonlar yüksek şehirleşme ve orta şehirleşme olarak özelleştirilmiştir. 6 km yarıçaplı dairesel etki alanı için 10 yüksek şehirleşme ve 20 orta şehirleşme, 8 km yarıçaplı dairesel etki alanı için 13 yüksek şehirleşme, 19 orta şehirleşme sınıfında istasyon elde edilmiştir. Ardından şehir eksi kırsal yaklaşımını uygulamak amacı ile şehir olarak sınıflandırılan her bir istasyona kırsal bir eş istasyon tanımlanmıştır. Meteorolojik istasyonların kullanıldığı iklimsel çalışmalarda, analizlerin homojen veriler ile yapılması oldukça önemlidir. İstasyonlardaki sensör ve konum değişiklikleri gibi sebeplerden verilerde oluşabilen süreksizlikler, ikili karşılaştırma yaklaşımı ve penalized maximal T test ile tespit edilmiştir. Verilerdeki tespit edilen kırılmalar, kantil eşleştirme yöntemiyle düzeltilmiştir. Veriyi çok fazla homojenleştirmeye tabi tutmanın veride bozulmalara yol açabileceğinden dolayı veri iki defa homojenleştirme prosedürüne tabi tutulmuştur. Ancak ikinci homojenleştirme prosedürü sonrasında verilerin büyük çoğunluğunda, birinci homojenleştirme sonucuna yakın sonuçlar elde edilmiştir. Ayrıca ikinci homojenleştirme prosedürü sonrasında şehirleşmenin yüksek olduğu bazı istasyonlarda sıcaklık trendinin gereğinden fazla azaldığı ve sehirleşme sinyalinin veriden çıkarıldığı tespit edilmiştir. Yapılan hesaplamalar sonucunda, 6 km yarıçaplı dairesel etki alanı ve ham veriler kullanılarak yapılan analizde şehir olarak sınıflandırılan 30 istasyonun 21'inde pozitif, 9'unda negatif şehirleşme etkisi tespit edilmiştir. Tespit edilen 21 pozitif şehirleşme etkisinden 11 tanesi, 9 negatif şehirleşme etkisinden 2 tanesi %95 güven aralığında anlamlı olarak bulunmuştur. Birinci homojenleştirme sonrasında, 30 istasyonun 27 tanesinde pozitif, 3 tanesinde negatif şehirleşme etkisi tespit edilmiştir. Tespit edilen 27 pozitif şehirleşme etkisinden 15 tanesi, 3 negatif şehirleşme etkisinden 1 tanesi %95 güven aralığında anlamlı olarak bulunmuştur. Bu bağlamda, birinci homojenleştirme sonucunda, şehir ısı adası sinyalindeki artış tespit edilmiştir. 8 km yarıçaplı dairesel etki alanı ve ham veriler kullanılarak yapılan analizde şehir olarak sınıflandırılan 32 istasyonun 22'sinde pozitif, 10'unda negatif şehirleşme etkisi tespit edilmiştir. Tespit edilen 22 pozitif şehirleşme etkisinden 12 tanesi,10 negatif şehirleşme etkisinden 2 tanesi %95 güven aralığında anlamlı olarak bulunmuştur. Birinci homojenleştirme sonrasında, 32 istasyonun 29 tanesinde pozitif, 3 tanesinde negatif şehirleşme etkisi tespit edilmiştir. Tespit edilen 29 pozitif şehirleşme etkisinden 16 tanesi, 3 negatif şehirleşme etkisinden 2 tanesi %95 güven aralığında anlamlı olarak bulunmuştur. Yüksek ve orta şehirleşme olarak yapılan sınıflandırma sonucunda iki sınıf arasında şehirleşme etkisi bakımından istatistiki olarak anlamlı bir fark tespit edilememiştir. Ancak yüksek şehirleşme sınıfına ait istasyonların şehirleşme etkisi değerlerinin, orta şehirleşme sınıfına ait istasyonların şehirleşme etkisi değerlerine göre daha yüksek değerlerde yoğunlaştığı tespit edilmiştir. Bu bağlamda yüksek şehirleşme sınıfındaki istasyonların şehirleşme etkisi değerlerinin ortalamasının, orta şehirleşme sınıfına ait istasyonların şehirleşme etkisi değerlerinin ortalamasından daha yüksek olduğu tespit edilmiştir.