İbrahim SÖNMEZ1, Ahmet Emre TEKELİ2, Erdem ERDİ3

1 Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Meteoroloji Mühendisliği Bölümü, Samsun,Türkiye. 2 King Saud Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Riyad, Suudi Arabistan.

3 Uzaktan Algılama Şubesi, Meteoroloji Genel Müdürlüğü, Ankara, Türkiye.

UYDU KAR ÜRÜNÜ VERİLERİYLE TÜRKİYE İÇİN BÖLGESEL VE

MEVSİMSEL KARLA KAPLI ALAN TREND ANALİZİ

İÇERİK

Motivasyon

Kar ölçümleri

IMS kar ürünü

IMS ürün validasyonu

Türkiye ve Bölgeleri için

mevsimsel Karla Kaplı

Alan Yüzdesi trend

analizi

Sonuçlar / Öneriler

Motivasyon

Kar, iklimsel ve hidrolojik çalışmalar için önemli bir parametredir.

Eriyen kar,

yer altı su kaynaklarının beslenmesine,

nehir akım miktarlarına

doğrudan katkı sağlamaktadır.

Bu nedenle,

su kaynakları yönetimi

iklim değişikliği çalışmaları

yağış olarak düşen kar miktarı &

karla kaplı alan

başta olmak üzere

ölçümleri özenle takip edilmelidir

Motivasyon

ÇALIŞMANIN AMACI:

1. Türkiye için karla kaplı alan(KKA) değişimini araştırmak.

2. Bölgesel ve mevsimsel olarak KKA trendlerini sunmak.

Kar ölçümleri

Yurdumuz da kar ölçümleri,

Meteoroloji Genel Müdürlüğü

Devlet Su İşleri

tarafından işletilen ölçüm istasyonlarından

sağlanmaktadır.

Bu ölçümler,

noktasaldır

mekansal anlamda seyrektir

genellikle zamanla yerleşim yerleri içinde

kalan istasyonlardadır

Dolayısıyla halihazırdaki kar ölçümleri,

etkin su kaynakları yönetimi

iklimsel & operasyonel araştırmalar

için yetersiz kalmaktadır.

Kar ürünleri - Uydular

Kar ölçümleri için sabit/kutupsal yörüngeli uydulardan,

Farklı sensör verileri kullanılmaktadır:

• MODIS, AVHRR, SEVIRI, AMSU, SSM/I, … vb.

Farklı kar ürünleri kullanıcılara sunulmaktadır:

• kar(var/yok)

• kar kalınlığı

• kar-suyu eşdeğeri

Uydu verileri kullanılarak elde edilen kar ürünleri

Bölgesel ve küresel ölçekte ölçüm sağlamaktadırlar.

Yüksek zamansal çözünürlüğe sahiptirler (sabit yörüngeli uydular)

Yüksek alansal çözünürlük sahiptirler (kutupsal yörüngeli uydular)

Uydu kar ürünü : IMS

IMS (Interactive Multisensor Snow and Ice Mapping System)

Kuzey yarımküre için en uzun kar bilgisi kaydı olarak kabul edilir.

NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) tarafından

1966 yılında haftalık olarak üretimine başlanmıştır.

Veri kaynağı :

Birincil : NOAA -AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer)

İkincil : Sabit yörüngeli uydular ve yer gözlemleri

Ürün gelişimi:

1966 : haftalık & 190 km uzaysal çözünürlük

1997 : günlük & 25 km uzaysal çözünürlük

2004 : günlük & 4 km uzaysal çözünürlük

Ürün algoritması sonucunda her bir IMS pikseli:

‘su’, ‘kara’, ‘deniz/göl buzu’ veya ‘kar’ olarak sınıflandırılmaktadır.

Yer Gözlemleri

Uydu kar ürününün tutarlılığının tespiti için kullanılmıştır.

Ülke çapında 219 istasyondan(sinoptik+klima) veri sağlanmıştır.

87 : sadece sinoptik ölçümü

87 : sadece klima ölçümü

45 : hem klima hem sinoptik ölçüm yapmaktadır.

Yer Gözlemleri

Bölge 0-500m 500-1000m 1000-1500m 1500-2000m 2000-2500m

AKD 25 4 3 0 0

DOA 0 9 17 21 3

EGE 16 4 1 0 0

GDA 4 18 2 0 0

İÇA 0 13 26 2 0

KAR 18 8 2 1 0

MAR 20 1 0 1 0

TUR 83 57 51 25 3

IMS ürün Validasyonu

Çalışma süresi : 2004 - 2012 (9 yıl)

Günlük IMS verileri ve yer istasyon verileri kullanılmıştır.

Günlük Çapraz Karşılaştırma Tablosu (contingency table) oluşturulmuştur.

Yer istasyonu verisi

Evet Hayır

I

M

S

Evet A B

Hayır C D

A: IMS ve istasyon KY çiftelerinden, IMS=’kar’ ve istasyon KY>1cm olan çift sayısı

B: IMS ve istasyon KY çiftelerinden, IMS=’kar’ ve istasyon KY=0cm olan çift sayısı

C: IMS ve istasyon KY çiftelerinden, IMS=’kara’ ve istasyon KY>1cm olan çift sayısı

D: IMS ve istasyon KY çiftelerinden, IMS=’kara’ ve istasyon KY=0cm olan çift sayısı

IMS ürün Validasyonu

Yer istasyonu verisi

Evet Hayır

I

M

S

Evet A B

Hayır C D

Bölge Sonbahar(%) Kış(%) İlkbahar(%) Yaz(%)

AKD 38.71 65.50 40.43 NaN

DOA 64.53 87.72 75.62 NaN

EGE 34.48 69.60 39.22 NaN

GDA 24.32 55.42 38.89 NaN

İÇA 61.80 85.63 53.86 NaN

KAR 36.60 73.57 45.77 NaN

MAR 61.50 80.22 67.08 NaN

TUR 58.73 83.67 66.83 NaN

IMS ürün Validasyonu

Yer istasyonu verisi

Evet Hayır

I

M

S

Evet A B

Hayır C D

Bölge Sonbahar(%) Kış(%) İlkbahar(%) Yaz(%)

AKD 60.00 37.56 79.01 NaN

DOA 38.82 17.43 45.81 NaN

EGE 41.18 27.49 39.39 NaN

GDA 66.67 51.91 84.44 NaN

İÇA 26.17 23.21 52.17 NaN

KAR 43.05 33.71 60.51 NaN

MAR 16.89 33.02 21.83 NaN

TUR 35.11 22.97 47.32 NaN

Trend Analizi

Türkiye ve bölgeleri için Karla Kaplı Alan yüzdesi(KKAY) değişimi

araştırılmıştır.

KKAY, belli bir alan içerisindeki karla kaplı piksellerin sayısının aynı

alan içerisine düşen toplam piksel sayına oranı olarak tanımlanmıştır.

IMS sitesinden günlük ürün dosyaları indirilmiştir.

Türkiye için ürün alt kümesi çıkartılmıştır.

Türkiye ve Bölgeler için KKAY değerleri günlük olarak

hesaplanmıştır.

Çalışma süresi : 2004 - 2012 (9 yıl)

Türkiye KKAY değişimi

Mann-Kendal Trend Testi

Mann-Kendal(MK) trend testi parametrik olmayan trend testidir.

Belirli bir dağılıma uyma zorunluluğu içermez.

Xk zaman serisi olmak üzere, test istatistiği S:

Mann-Kendal Trend Testi

Hipotez testleri:

Ho: Seri trend içermez(rastgele değişkenlerden meydana gelir)

H1: Seri trend içerir

α : anlamlılık seviyesi (1- α : güven aralığı).

p-değeri : Ho hipotezi doğrultusunda, en uç test istatistik değerinin

elde edilme olasılığı (Diğer bir ifade ile, seçilen α anlamlılık seviyesine

göre ‘Trend içerme’ ihtimali)

Eğer p-değeri > α ise Ho kabul edilir.

Eğer p-değeri < α ise Ho red edilir (H1 kabul edilir)

H1 kabul edilirse(Trend var ise):

S > 0 ise artan trend

S < 0 ise azalan trend

MK Trend Testi Uygulaması

MK trend testi:

2004-2012 dönemi için günlük KKAY değerleri için uygulanmıştır.

Türkiye geneli ve bölgeleri için farklı mevsimlere göre uygulanmıştır.

Hesaplanan p değerleri, ⍺=0.05 anlamlılık seviyesine (%95 güven

aralığı) göre test edilmiştir.

p-değeri > 0.05 ise TREND YOK.

p-değeri < 0.05 ise TREND VAR.

MK Trend Testi Sonuçları

Mevsim Bölge 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 T

üm

Me

vs

imle

r

AKD - - - - - - - - 0

DOA - - - 0 - - - - -

EGE - - - 0 - - - - 0

GDA - - - - - - - - -

İÇA - - - 0 - - - - -

KAR - - - - - - - - -

MAR - 0 0 0 - - - - 0

TUR - - - 0 - - - - -

MK Trend Testi Sonuçları

Mevsim Bölge 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 S

on

bah

ar

AKD + + + + 0 0 0 0 0

DOA + + + + + + + + +

EGE + + + + 0 0 0 0 0

GDA + + + + 0 0 0 0 0

İÇA + + + + + + 0 0 0

KAR + + + + + + + + 0

MAR + + + + 0 0 0 0 0

TUR + + + + + + + + +

Kış

AKD - 0 - 0 0 0 0 0 +

DOA - - - 0 0 - - - -

EGE - 0 0 0 0 0 0 0 +

GDA - - - 0 - - - - -

İÇA - - - 0 0 0 - - 0

KAR - - 0 0 0 - - - -

MAR 0 + 0 0 0 0 0 0 0

TUR - - 0 0 0 - - - 0

MK Trend Testi Sonuçları

Mevsim Bölge 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 İlkbahar

AKD - - - - - - - - -

DOA - - - - - - - - -

EGE - - - - - - - - -

GDA - - - - - - - - -

İÇA - - - - - - - - -

KAR - - - - - - - - -

MAR - - 0 - - - - - -

TUR - - - - - - - - -

Yaz

AKD 0 0 0 0 0 0 0 0 0

DOA - - - - - - 0 0 0

EGE 0 0 0 0 0 0 0 0 0

GDA - - - - - - - - -

İÇA - - - 0 - 0 - - -

KAR - - - - - - - - -

MAR 0 0 0 + + 0 0 0 0

TUR - - - - - - - - -

Sonuçlar / Özet

2004-2012 dönemi(9 yıl) için günlük IMS kar ürünü

kullanılmıştır.

IMS ürünü Türkiye geneli validasyon sonuçları:

Tutarlılık Oranı : %83.67

Yanlış Uyarı Oranı : %22.97

Kıyı bölgelerindeki ürün tutarlılığının, iç bölgelere göre daha

az olduğu gözlenmiştir.

Kıyı gözlem istasyonları alt kotlarda olması

Kıyı bölgelerde kar yağışının daha az gözlenmesi

Özellikle sık orman örtüsünün yerdeki kar varlığının tespitini

zorlaştırması

Sonuçlar / Özet

KKAY değerleri hesaplanarak, Mann-Kendal testi ile bölgesel ve

mevsimsel trend analizi yapılmıştır.

MK test sonuçları 2004-2012 döneminde BÖLGELER için ağırlıklı olarak

azalan trend sonucunu vermektedir.

İlkbahar : mutlak Azalan Trend

Sonbahar : Süreç içinde, Artan Trend’den Trend Yok ‘ a doğru bir değişim var.

Kış : AKD, EGE ve MAR için Trend Yok; diğerleri Azalan Trend

Yaz: GDA ve KAR bölgeleri mutlak Azalan Trend; diğerleri Tren Yok.

Tüm mevsimler : Türkiye ve Bölgeler için Azalan Trend

TÜRKİYE GENELİ İÇİN:

Sonbahar : mutlak Artan Trend

İlkbahar, Yaz ve Tüm mevsimler : mutlak Azalan Trend

Kış : Azalan Trend ve Trend Yok karışık.

Muhtemel Bağlantılar

A-) Küresel Isınma

IPCC (2007): Son yüzyıl içerisinde ortalama yüzey sıcaklığının 0.8oC

arttığı belirtilmektedir.

Erlat ve Yavaşlı(2009) : EGE bölgesi için yapılan çalışmada, özellikle

1998-2008 döneminde istasyonların çoğununda gündüz

sıcaklıklarının dikkate değer bir şekilde arttığını ortaya koymuştur

Erlat ve Türkeş(2012) :1950-2010 yılları arası verileri için, Türkiyede

yıllık don olayı gözlenen günlerin sayısında birçok istasyon için azalan

trend sonucu vurgulanmıştır.

Kuglitsch ve ark. (2010) : Türkiye’yi de içine alan Doğu Akdeniz’de

246 istasyonla yapılan çalışmada, 1960 yılından sonraki dönemde yaz

mevsimi gündüz sıcaklıklarında 0.38 ± 0.04 °C/10 yıl, gece

sıcaklıklarında ise 0.30 ± 0.02 °C/ 10 yıl gösteren artışlar elde

etmiştir.

Muhtemel Bağlantılar

B-) Atmosfer Salınım Paternleri

Türkiye yağışı üzerindeki etkileri birçok araştırmacı tarafından incelenmiştir.

(e.g, Türkeş and Erlat 2006; Krichak and Alpert 2005).

Ünal ve ark. (2012): Türkiye’deki 271 istasyona ait 1961-2008 dönem verisi

ile yağışın mekansal ve zamansal değişimini incelenmiştir.

Yıllık, Kasım-Nisan ve Haziran-Eylül dönemleri için yapılan MK trend analizinde, her bir

grup için Türkiye genelinde(özellikle batı, güney, ve güneydoğu) azalan trend bulmuşlardır.

Toros(2012) : Aynı dönem ve165 istasyona ile mevsimsel trend analizi

Kış : İstasyonların çoğunluğu için azalan trend; DOA birkaç istasyon artan trend

İlkbahar ve Yaz : baskın olarak Trend Yok

Sonbahar : %48 artan trend; %8 Azalan, %44 trend yok

Ayrıca1998-2008 döneminde ortalama yağışta azalma vurgulanmıştır.

Yavuz and Erdoğan (2012) : 1975-2009 dönemi ve 120 istasyondaki aylık

yağış toplamları ile yaptıkları çalışmada,

Artan Trend nadir olarak ve birkaç istasyon için Mart, Nisan ve Ekim ayında gözlenmiştir.

Azalan Trend’ in baskın olduğu ve özellikle iç Anadolu’da; Ocak, Şubat, Mart, Nisan ve

Mayıs aylarında gözlenmiştir.

Sorular / Öneriler