GRACE/GRACE-FO Uydu Verileri ile Fırat-Dicle Nehri Su Kütlesi Değişiminin Zaman Serisi Analizi


Bektaşoğlu M., Tanır Kayıkçı E.

Türkiye Ulusal Jeodezi Komisyonu (TUJK) XXII. Sempozyumu 2023, Trabzon, Türkiye, 29 Kasım - 01 Aralık 2023, ss.72-73

  • Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Trabzon
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.72-73
  • Karadeniz Teknik Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Günümüzde su kaynaklarının korunmasını, etkili yönetimini ve sürdürülebilir kullanımının önemini vurgulayan ulusal ve uluslararası birçok çalışma yapılmaktadır. Bu çalışmalarda en yaygın yöntem olarak kullanılan uzaktan algılama tekniği GRACE/-FO (Gravity Recovery and Climate Experiment/-Follow On) uydu misyonudur. GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment/-Follow On) uydusu DLR (Alman Havacılık ve Uzay Merkezi) ve NASA (Amerikan Ulusal Havacılık ve Uzay Merkezi) iş birliği ile Mart 2002 tarihinde başlatılmış olup Haziran 2017 tarihine kadar veri sağlamıştır. 2018 Mayıs ayında GRACE uydusunun devamı niteliğinde geliştirilen GRACE-FO uydusu NASA ve GFZ (Alman Yer Bilimleri Araştırma Merkezi) tarafından ortaklaşa olarak hayata geçirilmiştir. GRACE/-FO uydularının gerçekleştirilmesinin temel sebebi yerçekimi alanı ve iklim değişikliği ile ilgili verilerin daha yüksek doğrulukta ve kapsama alanında elde etmektir. Bu sebepler ışığında ikiz uydu sistemi olarak geliştirilen GRACE/-FO uydusu araştırmacılara su kütleleri hakkında veri sağlamaktadır. GRACE/-FO uydusundan elde edilen Toplam Su Kütlesi (TWS) verileri ile küresel ölçekte veya istenilen bölgeye ait su kütlelerindeki değişimler incelenebilmektedir. Bu veriler GRACE/-FO uydusuna ait Veri Bilim Sistemi (SDS) tarafından oluşturulmaktadır. SDS içeriside GFZ, CSR (University of Texas Center of Space Research), JPL (NASA Jet Propulsion Laboratory) analiz merkezleri yer almaktadır. Her analiz merkezine göre TWS verileri üretilir ve yayınlanır. COST-G (International Combination Service for Time-variable Gravity Fields) uluslararası kombinasyon servisidir ve GRACE/-FO uydu verilerinin kombinasyonunu sağlamaktadır. Bu sayede her bir analiz merkezinin verileri kullanılarak daha yüksek doğrulukta TWS verileri elde edilebilmektedir. G3P (Global Gravity-based Groundwater Product) dünya çapında değişen yeraltı suyu kaynaklarına ilişkin tutarlı, gözlem temelli ve küresel kapsamlı operasyonel bilgi sağlayan veri kaynağıdır. Alfred Wegener Enstitüsü (AWI) ve Dresden Teknik Üniversitesi iş birliğiyle GFZ Yerçekimi Bilgi Hizmeti olan GravIS (Gravity Information Service) GRACE/-FO uydusundan elde edilen verileri yayınlayan ve görselleştiren servistir. GravIS sayesinde çeşitli su kaynaklarının belirli bölgelerde nasıl değiştiği incelenebilir ve bu verilere erişilebilir. Çalışmada GRACE/-FO uydu verilerine COST-G, GravIS ve G3P üzerinden TWS verilerine erişilmiştir. Bu verilerin konumsal çözünürlüğü 1° enlem×1° boylam; zamansal çözünürlüğü aylıktır. Çalışma bölgesi olarak Fırat-Dicle Nehri seçilmiştir. Elde edilen veriler bölgesel olarak indirgenip zaman serisi analizi yapılmıştır. Bölgede TWS değerlerinde yaklaşık olarak yıllık 0.2 cm'lik azalış olduğu gözlemlenmiştir. TWS verilerinin arasındaki korelasyon da incelenmiştir. Pearson Korelasyon katsayıları 0,99 olarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak Fırat-Dicle Nehri'nde zaman serilerinde de görüldüğü üzere TWS değerlerinin azalış eğiliminde olduğu görülmektedir.

Numerous national and international studies emphasize the importance of conserving water resources, effective management, and sustainable utilization. The remote sensing technique known as GRACE/-FO (Gravity Recovery and Climate Experiment/-Follow On) satellite mission is commonly used as the primary method in these studies. The GRACE satellite mission, jointly initiated by DLR (German Aerospace Center) and NASA (National Aeronautics and Space Administration) in March 2002, provided data until June 2017. In May 2018, the GRACE-FO satellite was developed as a continuation of the GRACE m ission, i n collaboration between NASA and GFZ (German Research Centre for Geosciences). The main purpose of implementing the GRACE/-FO satellite system is to obtain data on gravity field and climate change with higher accuracy and coverage. Developed as a twin satellite system for these reasons, the GRACE/-FO satellite provides researchers with data on water masses. The Total Water Storage (TWS) data obtained from the GRACE/-FO satellite enables the examination of changes in water masses on a global scale or in specific regions. These data are generated by the Satellite Data System (SDS) associated with the GRACE/-FO satellite. The SDS includes the analysis centers GFZ, CSR (University of Texas Center for Space Research), and JPL (NASA Jet Propulsion Laboratory). TWS data is produced and published according to each analysis center. COST-G (International Combination Service for Time-variable Gravity Fields) is an international combination service that combines and integrates GRACE/-FO satellite data, resulting in TWS data with higher accuracy by utilizing data from each analysis center. G3P (Global Gravity based Groundwater Product) is a data source that provides consistent, observation-based, and globally comprehensive operational information on varying groundwater resources worldwide. GravIS (Gravity Information Service), a collaboration between the Alfred Wegener Institute (AWI) and Dresden University of Technology, is the service that publishes and visualizes the data obtained from the GRACE/-FO satellite, serving as GFZ's Gravity Information Service. GravIS allows the examination of how various water resources change in specific regions and enables access to this data. In this study, TWS data was accessed through COST-G, GravIS, and G3P using GRACE/-FO satellite data. The spatial resolution of these data is 1° latitude by 1° longitude, with a monthly temporal resolution. The study area selected is the Euphrates- Tigris River. The obtained data were spatially reduced for the region, and time series analysis was performed. It was observed that the TWS values in the region decreased by approximately 0,2 cm annually. The correlation between TWS data was also examined, and Pearson correlation coefficients were calculated as 0.99. Consequently, as observed in the time series of the Euphrates-Tigris River, a decreasing trend in TWS values can be observed.