Determination of Sea Level Change Using GNSS-IR at the TUDES Co-located GNSS Stations Around Turkish Coasts


Beşel C. , Tanır Kayıkçı E. , Larson K. M. , Sezen E., Keskin İ. H.

18. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı, Ankara, Turkey, 26 - 29 May 2021, pp.1

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • City: Ankara
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.1

Abstract


İklim senaryolarında önemli bir parametre olan deniz seviyesi değişimleri farklı konumlarda farklı oranlarda meydana gelmektedir. Bu nedenle, bölgesel ölçekte deniz seviyesinde meydana gelen değişimin belirlenmesi son derece önemlidir. Mareograf istasyonları yardımıyla deniz seviyesi gözlemlerinin elde edilmesi geleneksel bir yöntemdir. Ancak bu şekilde gerçekleştirilen mareograf ölçümlerinin sadece deniz seviyesi gözlemlerini içermediği, aynı zamanda düşey yüzey hareketlerinden de etkilendiği bilinmektedir. Bunun sonucunda da deniz seviyesi gözlemlerinde belirsizlikler meydana gelmektedir. Küresel Navigasyon Uydu Sistemi (GNSS) sinyalleri, uzaktan algılama uygulamaları için kullanılabilecek bazı ayırt edici özelliklere sahiptir. Bu anlamda, GNSS İnterferometrik Reflektometri (GNSS-IR) tekniği yansıyan sinyali kullanarak etkili bir şekilde deniz seviyesinin belirlenmesine olanak sağlamaktadır. Son zamanlarda, GNSS sinyalinin bu yenilikçi kullanımının birçok potansiyel çalışmaya sahip olması nedeniyle bilim dünyasındaki ilgi artmıştır.

Bu çalışmada; Türkiye Ulusal Deniz Seviyesi İzleme Servisi’ne (TUDES) bağlı mareograf istasyonları ile ortak yerleşkeli sabit GNSS istasyonlarında GNSS-IR tekniği ile deniz seviyesi değişimlerinin izlenmesi ve sonuçların geleneksel mareograf gözlemleri ile karşılaştırılması yapılmıştır. Çalışmada, ilk olarak Karadeniz Teknik Üniversitesi (KTÜ) Harita Mühendisliği Bölümü ve Harita Genel Müdürlüğü (HGM) arasında Mart 2020 tarihinde başlatılan “Karadeniz Kıyılarındaki Deniz Seviyesi Değişiminin GNSS-IR Tekniği İle Araştırılması” başlıklı ortak araştırma projesi kapsamında yapılmış olan ilk analizlerin sonuçları sunulacaktır. KTÜ ve HGM arasında bir işbirliği protokolü çerçevesinde yürütülmekte olan bu araştırma projesi Türkiye’de GNSS-IR tekniği ile deniz seviyesi değişimlerinin izlenmesine öncülük edecek ilk araştırma projesi olması bakımından önemlidir. Projede ilk olarak Akdeniz, Ege, Marmara ve Karadeniz kıyılarında bulunan Türkiye Ulusal Sabit GNSS Ağı Aktif (TUSAGA-Aktif) istasyonları ANMU, DATC, TEKR, SINP ve FASA, Akdeniz kıyılarında bulunan Uluslararası GNSS Servisine (International GNSS Service, IGS) ait MERS istasyonunda kaydedilmiş kısa dönemli Sinyal Gürültü Oranı (Signal-to-Noise Ratio,SNR) verileri kullanılarak, GNSS-IR tekniği ile istasyonların bulunduğu kıyılarda deniz seviyesi belirlenmiştir. Çalışma sonucunda, Akdeniz’de MERS ve Marmara’da ise TEKR istasyonunun güçlü yansıma genliklerine sahip olduğu ve anlamlı gözlemler içerdiği görülmüş olup GNSS-IR tekniği ile deniz seviyesi belirlenmesine olanak sağlayan istasyonlar olarak bulunmuştur. MERS ve TEKR GNSS istasyonlarında GNSS-IR tekniği ile elde edilen deniz seviyesi değişimleri bu istasyonlara yaklaşık 500 metrelik mesafede bulunan Erdemli ve Marmara Ereğlisi TUDES mareograf istasyonlarından elde edilen deniz seviyesi gözlemleri ile karşılaştırılmıştır. Çalışma kapsamında daha sonra Karadeniz kıyılarında Trabzon ve Sinop mareograf istasyonları ile ortak yerleşkeli GNSS istasyonlarında kaydedilen SNR sinyallerinin dominant sinyal yansıma etkisi frekansı Lomb-Scargle periodogram (LSP) yöntemi ile belirlenmiştir. Daha sonra GNSS-IR tabanlı deniz seviyesi gözlemleri ortak yerleşkeli mareograf istasyonlarındaki deniz seviyesi gözlemleri ile karşılaştırılmıştır. Yapılan karşılaştırma sonucunda, Trabzon ve Sinop istasyonlarında GNSS-IR tabanlı deniz seviyesi ve mareograf istasyonları gözlemlerinden elde edilen deniz seviyesi değişimleri arasında sırasıyla 0.95 ve 0.90 düzeyinde yüksek bir korelasyon elde edilmiştir. Aynı istasyonlarda elde edilen deniz seviyesi değişimi farklarına ait standart sapmalar ise sırasıyla 3 cm olarak bulunmuştur.