Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tanır Kayıkçı E. (Yürütücü), Yalçınkaya M., Şişman Y., Köksal E., Tornatore V.
TÜBİTAK Projesi, 2016 - 2020
Son yıllarda
ekstrem hava olayları, çok fazla maddi zarara yol açmakta ve can kaybına sebep
olmaktadır. Türkiye’de 2000’li yıllardan bu yana ekstrem hava olaylarında ciddi
bir artış söz konusudur. 2015 yılı ekstrem olay sayısı 959 ile rekor rakama
ulaşmıştır. Bu olayların dörtte birinden fazlasını ise şiddetli yağış ve seller
oluşturmaktadır (URL 1). Son 20 yılın afet yönetimi verilerine göre Karadeniz
Bölgesi hidrolojik kaynaklı ekstrem hava olaylarından çok ciddi şekilde
etkilenmiştir. Ayrıca geleceğe (2100 yılına kadar) yönelik yapılan iklim
değişikliği senaryolarına göre iklim değişikliğine bağlı olarak ekstrem hava
olaylarında, özellikle şiddetli yağış ve sel olaylarında artış beklenilen
bölgelerden birinin de Doğu Karadeniz bölgesi olacağı öngörülmüştür (URL 2). Bu
durum, sağlam ve güvenilir bir hava izleme ve tahmin sistemine iihtiyaç
olduğunu ortaya koymaktadır. Ekstrem hava olaylarının oluşumunu tahmin etme ve
izleme kabiliyeti hassas bir su buharının bilinmesine bağlıdır (Wu vd., 2014).
GNSS (Global
Navigation Satellite System) uydularından iletilen radyo sinyalleri
yeryüzündeki alıcılara ulaşmadan önce atmosfer tarafından troposferik gecikmeye
uğrar (Teke vd., 2013; 2011; Lutz, 2009). GNSS meteorolojisini ile GNSS
istasyonlarında kestirilen zenit troposferik gecikmeler (Zenith Tropopsheric
Delay-ZTD) ve meteorolojik veriler kullanılarak uygun dönüşüm modelleriyle
yağışa dönüşebilir su buharı (Precitable Water Vapor-PWV) hesaplanabilir. GNSS
referans istasyonlarının bölgesel bir ağını kullanarak da görünürdeki tüm
uydular için eğik ıslak gecikmeleri (Slant Wet Delay-SWD) kestirmek mümkündür.
SWD gözlemlerinden oluşturulacak GNSS tomografi modelini kullanarak bölgesel
bir ağ üzerinde suyun yoğunluğu olan yağışa dönüşebilir su buharının yatay ve
düşey yapısını modellemek mümkündür (Flores v.d., 2000a; Bender v.d., 2009;
Deng vd., 2011). Son yıllarda Dünyada birçok çalışma grubu GNSS meteorolojisi
ve GNSS tomografi modellerinin geliştirilmesi üzerine araştırmalar yapmaktadır
(Bender ve Raabe 2007; Bender vd., 2010; Rohm ve Bosy 2010). Ülkemizde ise GNSS
meteorolojisi konusunda, Bülent Ecevit Üniversitesi (BEÜ), Geomatik
Mühendisliği Bölümü’nde çalışmalar yapılmıştır (Deniz ve Mekik 2012, 2013,
2014a,b; Mekik vd., 2015a,b; Deniz vd., 2015a,b; Mekik 2014, Deniz ve Mekik
2014a,b; Mekik ve Deniz, 2104; Gürbüz vd. 2014; Gurbuz vd., 2015).
Projenin birinci amacı, Samsun
rawinsonde istasyonunun çevresinde (10-20 km) tesis edilecek 2 sabit GNSS
istasyonu ve SAM1 Türkiye Sürekli Gözlem Yapan Referans İstasyonları (Continuously
Operating Reference Stations Turkey-CORS-TR) istasyonu ile oluşturulacak ağın
verileri kullanılarak tarafımızca hazırlanacak GNSS meteorolojisi ve GNSS
tomografisi modelleri yazılımıyla atmosferik su buharı dağılımını belirlemek ve
bağımsız tekniklerle elde edilen su buharı dağılımlarıyla karşılaştırmaktır.
Proje kapsamında, GPS meteoroloji ve tomografi modelerinden elde edilen su
buharı dağılımları rawinsode ve sayısal hava tahmin modeli (SHT) verileri gibi
bağımsız tekniklerden elde edilen su buharı dağılımları ile
karşılaştırılacaktır. Böylece GNSS meteoroloji ve tomografi modelerinden elde
edilen su buharı dağılımlarının doğruluk analizinin yapılması hedeflenmektedir.
Ayrıca, Samsun test alanında uygulanan GNSS tomografi modeli, Trabzon’da TRAB
GNSS istasyonu, TRBN CORS-TR istasyonu ve bu istasyonların yakınında yeni tesis
edilecek GNSS istasyonundan oluşturulacak küçük bir ağda da uygulanacaktır.
GNSS tomografisinden elde edilen sonuçlar SHT’den elde edilen sonuçlarla
kıyaslanacaktır. Böylece doğruluk analizi yapılmış bir modelin başka bir test
alanında da uygulanması ile modelin yaygınlaştırabilirliğinin irdelenmesi
hedeflenmiştir.
Projenin ikinci amacı, Samsun’da
oluşturulan küçük ağda ölçümlerin alındığı periyotlarda bölgede gerçekleşen
ekstrem hidrolojik faaliyetlerin tarihleri Meteoroloji Genel Müdürlüğü’den
alınarak, bu tarihlerde rawinsonde ve SHT (MM5, ALADIN, ECMWF vb.) elde su
buharı dağılımları GNSS tomografisinden elde edilen su buharı dağılımları ile
kıyaslamaktır. Böylece hidrolojik afetlerin önceden tahmini ve tedbirlerin
alınmasına yönelik GNSS tomografisinin sağlayabileceği katkıların
değerlendirmesi hedeflenmektedir.
Projenin üçüncü amacı ise
tarafımızca oluşturulan GNSS tomografisi yazılımını gerçek zamana yakın veriler
için modifiye ederek su buharı dağılımlarının gerçek zamana yakın olarak
belirlenmesidir. Bu amaçla, Türkiye’deki IGS (International GNSS Service)
istasyonları ve özel amaçlı oluşturulan sabit GNSS istasyonları araştırılarak
bu istasyonlarla oluşturulacak ağlardan elde edilecek gerçek zamana yakın
verilerle GNSS tomografi modelinden gerçek zamana yakın su buharı dağılımı
belirlenecektir. Aynı verilerle COST Action ES1206 (Advanced Global Navigation
Satellite Systems Tropospheric Products for Monitoring Severe Weather Events
and Climate-GNSS4SWEC) aksiyonu kapsamında The EUMETNET EIG GNSS water vapor
programme (E-GVAP) programına katkı sağlamak üzere Karadeniz Teknik
Üniversitesi (KTU) Harita Mühendisliği Bölümü’nde kurulan analiz merkezinde Geodetic Observatory Pecny (Çek Cumhuriyeti) tarafından
oluşturulan Trop-NET (URL
3)
yazılımıyla gerçek zamana yakın su buharı dağılımı belirlenerektir. Her iki
yazılımdan elde edilen gerçek zamana yakın su buharı dağılımları
karşılaştırılacaktır. Böylece GNSS tomografı yazılımımızın gerçek zamana yakın
veriler için test edilmesi hedeflenmektedir. Bu gerçek zamana yakın su buharı
dağılımları izlenerek ekstrem hava olaylarının tahminine GNSS tomografisinin
sağlayabileceği katkıların değerlendirilmesi de hedeflenmektedir.
GNSS
tomografisi alanında ülkemizde henüz yapılmış bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu
bağlamda proje, ülkemizde GNSS meteorolojisi ve GNSS tomografisi alanındaki
boşluğu doldurması ve literatüre katkı sağlaması; Türkiye’deki meteorolojik
tahminlere yeni bir yön kazandırması; hidrolojik afet değerlendirilmesi
açısından meteorolojik tahminlere katkılar yapması
anlamında özgündür.