Geri Dön

Assessing the wave climate variability along with large scale climate indices in the Pacific Ocean

Pasifik Okyanusu dalga iklimi değişkenliğine büyük ölçekli iklim indislerinin etkisinin değerlendirilmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 405086
  2. Yazar: GHOLAMREZA MASHAYEKHINIA
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET ÖZGER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 113

Özet

İklim değişikliği okyanuslardaki fiziksel olaylar ve bunlardan dalga iklimi üzerinde farklı yönlerden etkili olmaktadır. Dalga ikliminin etkilendiği husaslardan başlıca hava ve okyanus sıcaklığının artışı, yağış paternlerinin değişimi ve kayması, fırtınalar ve kuraklıklarda meydana gelen sıklık ve şiddet değişimi, akışların azalması ve denizlerde su seviyesinin günden güne yükselmesi olarak belirlenebilir. Pasifik okyanusunun dalga iklimi üzerinde etkili olan uzun surely ısınma ve soğuma döngülerinin Pasifik okyanusunun orta ve doğu ekvator bölgelerinde etkili oldukları bilinmektedir. ENSO olgusunun sıcak fazı olarak adlandırılan El Niño olayı esnasında ABD'nin güney sahilleri ve Güney Amerika'nın bazı bölgelerinde yağışlı mevsimlere sebep olurken, Batı Pasifik bölgesinde kuraklığa neden olmaktadır. La Niña ise ENSO olgusunun soğuk fazı olarak adlandırılır ve iklimsel olarak El Niño olayının karşıtı şeklinde etkiler oluşturmaktadır. Atmosfer ısınmasının El Niño ve La Niña olgularının sıklığı, süresi ve şiddeti üzerinde etkilidir. Nitekim atmosferin ısınması sonucunda ısının okyanusa transfer olması okyanuslarda soğuk ve sıcak dönemler arasındaki sıcaklık farkına yol açmaktadır. El Niño olgusu küresel hava koşulları ve okyanuslarda ve özellikle balıkçılık üzerinde belirgin etkilere sahiptir. NOAA'nın belirttiğine gore orta ve doğu tropic Pasifik bölgesinde suların periyodik olarak ısınması olarak tanımlanan El Niño olgusu ortalma her 2 ila 5 yılda bir meydana gelip ve genellikle 12 ay süresince devam ettiği söylenmektedir. El Niño'nun oluşturacağı etkiler okyanus ısınmasının şiddeti ve genişliği ve yılın hangi zaman diliminde meydana geldiği gibi birçok faktöre bağlıdır. Genel görüşün tersine El Niño olgusunun tüm etkilerinin olumsuz olmadığının yanı sıra bu olgunun Atlantik'de kasırgaların aktifleşmesi üzerinde pozitif etkiler oluşturduğu söylenebilir. Ayrıca bu olgunun etkileri altında ABD'nin güneydoğusundaki kurak bölgelerde kış mevsimlerinin yağmurlu geçmesi ve kuzey kısımlarında ise ağır kış şartlarının önlenmesi olumlu etkiler olarak gözlemlenmiştir. Bunlara ilave olarak Florida'da medana gelen büyük yangınların riskinin azalması söylenebilir. El Niño'nun negatif etkilerinden ise California'da kış fırtınalarının zararı ve ABD'nin güney kısımlarında fırtınaların azalmasını söylemek mümkündür. Ayrıca geçmişte meydana gelmiş bazı El Niño olgular Orta ve Güney Amerika'da taşkınlar ve zemin kaymalarına ve İndonezya'da ise kuraklığa sebep olmuşlar. Bir El Niño olgusu belirgin bir şekilde okyanusun batı sahilindeki üretkenliği azaltmaktadır. Bu durum bu olgunun sebep olduğu derin suların yukarıya doğru pompalanması ile soğuması ve dolayısı ile beslenme açısından zengin olan suların azalması ile açıklanmaktadır. Bu besin kaynakları hareketli deniz besin ağını oluşturmakta ve bu kaynakta meydana gelen azalmalar çeşitli kuşlar, balıklar ve diğer deniz canlılarının hayatını olumsuz yönde etkileyebilir. Bu bilgiler ışığında Pasifik okyanusunda dalga iklimi El Niño Kuzey Salınımı (ENSO) gibi büyük ölçekli iklim değişikliği olgularından etkileneceği görülmektedir. Bu durum dalga iklimini etkiyen büyük ölçekli atmosferik olaylarının iyi anlaşılması ve değerlendirilmesi kıyı mühendisleri açısından büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasının ana hedefi Pasifik okyanusunda 37, 36, 32 ve 18 yıl sürelerinde aylık belirgin dalga yüksekliği değişimi ve ENSO verilerine dayanarak sinoptik ölçekte belirgin dalga yüksekliğinin baskın durumlarının belirlenmesidir. Büyük ölçekli bir iklim olgusu olan ENSO olgusunun ekvatoriyel Pasifik bölgesinde dalga iklimi üzerindeki etkileri sürekli dalgacık ve çapraz dalgacık analizleri ile değerlendirilmiştir. Bu çalışma kapsamında Pasifik okyanusunda dalga iklimi değişimi büyük ölçekli iklim göstergelerine dayanan 5 farklı şamındıra ölçüm istasyonunun yüksek çözünürlü verilerine dayanarak analiz edilmiştir. Bu bağlamda Pasifikokyanusunda yerleştirilen 46002'no.lu istasyonunun 1975-2012; 46005 no.lu istasyonunun 1976-2012; 46006 no.lu istasyonunun 1977-2012; 46011 no.lu istasyonunun 1981-2012 ve 46059 no.lu istasyonun 1994-2012 yılları arasındaki ölçülen değerleri ele alınmıştır. Analizler WAM dalga modelinin MATLAB, XLSTAT ve EXCEL programlarından yararlanarak yapılmıştır. 5 istasyon için aylık belirgin dalga yüksekliği, Niño 3.4, PDO, MEI, SOI, ve PNA göstergelerinin verileri NOAA'dan elde edilmiştir. Yapılan istatistiksel analizların sonucu korelasyon katsayısı göz önünde bulundurulduğunda belirgin dalga yüksekliği ve 5 iklim göstergesi arasında herhangi bir ilişkinin görülmediğini yansıtmaktadır. Aylık ortalama 𝐻𝑠 değerlerin belirlenmesi için 𝐻𝑠 değerleri her ay için ayrı ayrı zamana bağlı olarak regresiyona tabii tutlmuştur. Tüm regresiyon sonuçları %95'lik güven seviyesi ile istatistiksel olarak kabul edilebilir sayılmışlardır. Sonuçlara göre farklı mevsimlerde farklı belirgin dalga yüksekliği şablonlarının görülmesi mümkündür. Bu doğrultuda yaz aylarında belirgin dalga yüksekliği değişimleri minimım olurken, kış aylarında bu değişim büyük yükseliş şeklinde karşımıza çıkmaktadır. Mann-Kendall Trend Testi ile XLSTAT programı kapsamında yapılan trend analizleri hem belirgin dalga yüksekliği hem iklim göstergelerinde herhangi bir eğilimli değişimin söz konusu olmadığını göstermektedir. 46002 no.lu istasyon için 37 yıllık; 46005 nolu istasyon için 36 yıllık; 46006 no.lu istasyonu için 35 yıllık, 46011 nolu istasyon için 32 yıllık ve 46059 no.lu istasyon için 18 yıllık verilerinin sürekli dalgacık dönüşümleri MATLAB programı vasıtasıyla yapılmıştır. Analizler tüm 5 şamandırada belirgin dalga yüksekliği ve iklim göstergeleri ölçümlerinde yıllık bazda belirgin bir kuvvetin oluştuğunu göstermektedir. Buna göre MEI için 1938-1989 yılları arasında 45-60 aylık dönemde, 1989-1997 yılları arasında 58-64 aylık dönemde; Nano 3.4 için 1983-1991 yılları arasında 45-60 aylık dönemde, 1991-1997 yılları arasında 58-64 aylık dönemde, 1997-2001 yılları arasında 32-68 aylık dönemde; PNA için 1979-1984 yılları arasında 35-48 aylık dönemde; SIO için 1982-1984 yılları arasında 26-30 aylık dönemde, 1981-1989 yılları arasında 48-62 aylık dönemlerde, 1991-1999 yılları arasında 120-200 aylık dönemde, 1996-1998 yılları arasında 32-35 aylık dönemde ve 2008-2009 yılları arasında 30-34 aylık dönemde belirgin kuvvet tespit edilmiştir. Ayrıca PDO için herhangi bir belirgin kuvvet görülmemiştir. Çapraz dalgacık analizini sonuçları belirgin dalga yüksekliği (𝐻𝑠) ve göstergeler arasında karşı-faz davranışının aynı-faz davranışından daha çok olduğu yönundedir. Buna göre 46002 no.lu istasyonda 1983-1989 yılları arasında 45-60 aylık dönemde, 1989-1997 yılları arasında 58-64 aylık dönemde ve 1997-1999 yılları arasında 45-60 aylık dönemde belirgin kuvvet gözlemlenmiştir. 46005 no.lu istasyonda 1983-1991 yılları arasında 45-60 aylık dönemde, 1991-1997 yılları arasında 58-64 aylık dönemde ve 1997-2001 yılları arasında 32-64 aylık dönemde belirgin kuvvet görülmüştür. 46006 no.lu istasyonda PDO'da herhangi bir belirgin kuvvet gözlemlenmemişken 46011 no.lu istasyonda 1979-1984 yılları arasında 35-84 aylık dönemde ve 1986-1991 yılları arasında 48-64 aylık dönemde belirgin kuvvet tespit edilmiştir. 46059 no.lu istasyonda 1982-1984 yılları arasında 26-30 aylık dönemde, 1981-1989 yılları arasında 45-62 aylık dönemde, 1991-1999 yılları arasında 120-200 aylık dönemde, 1996-1998 yılları arasında 32-35 aylık dönemde ve 2008-2009 yılları arasında 30-34 aylık dönemde belirgin kuvvet gözlemlenmiştir. Sinoptik ölçekli baskın değişim peryotları ölçülmüş belirgin dalga yüksekliği verilerinin kullanımı ile açıklanmıştır. Dalgacık kuvvet spektrumları her yıl için belirlenmiştir. Bu doğrultuda spektrumlarda özellikle ENSO yılları esnasında nispeten büyük bir yıliçi değişimi görülmüştür. ENSO'nun dalga yüksekliğinin değişimi üzerinde oluşturacağı etkilerin azaltılması amacıyla belirgin dalga yüksekliği ENSO göstergeleri ile etkileşimli olarak dalgacık analizlerinde kullanılmıştır. Şamandıralarda aylık bazda ölçülen 𝐻𝑠 zaman serilerinde 46002, 46005 ve 46006 istasyonlarında artma ve 46059 istasyonunda azalma eğilimi gözlemlernirken 46011 istasyonunda herhangi bir eğilim görülmemiştir. Bu durum daha önce 𝐻𝑠 verileri üzerinde yapılmış Mann-Kendall trend analizinin sonuçlarıyla (herhangi bir trend olmadığı) örtüşmemektedir. Aylık ortalama 𝐻𝑠 değerlerinde yaz aylarında mininmum değişim oranı görülürken kış aylarında maksimum değişim oranı söz konusudur. Ayrıca dalga yüksekliğinin dalgacık kuvvet spektrumları güçlü El Niño yılı, La Niña yılı ve normal yıllar için araştırılmıştır. Buna göre dalgacık kuvvetinin ENSO yılları esnasında normal yıllara nazaran büyük peryotlu ve yüksek ölçekli belirgin kuvvetler gibi değişimler görülmüştür. Bu doğrultuda sonuçların ENSO aktivitelerinin okyanus dalga iklimi etkilediğini gösterdiği için ENSO göstergeleri belirgin dalga yüksekliği tahminlerinde kullanılabilecektir. Ancak büyük ölçekli iklim göstergeleri ve sinoptik ölçekli dalga yüksekliği değişimleri arasında yüksek derecede bir non-lineer ilişki söz konusudur.

Özet (Çeviri)

Wave variability and connections with climate indices were analyzed in the Pacific Ocean. Monthly significant wave data from five stations were used. The dominant modes of significant wave height variability were determined by continuous wavelet transform. The wave climate variability along with large scale climate indices was investigated at 5 buoy stations located in the Pacific Ocean. The monthly mean values of 𝐻𝑠 indicates that the summer seasons have the lower wave height and the winter season have the higher wave height. The trend test analysis on both significant wave heights 𝐻𝑠 and climate indices by using the XLSTAT software and Mann-Kendall trend test method demonstrated that there is no trend in buoy stations and the indices of Niño 3.4, PNA, MEI, PDO, except SOI that there is a significant increasing in this index. In the monthly correlation between significant wave heights and climate indices it is found that, there is weak correlations between significant wave height and MEI index with a correlation coefficient of r = 0.32 in the Santa Maria region (46011) and with a correlation coefficient of r = 0.31 in the Papa region (46006). Also, there is weak correlation between 𝐻𝑠 and PNA index with a correlation ceofficent of r = 0.43 in the buoy (46011) which is located in the region of Papa. The cross correlation analysis also is done over the data and it is figured out that there is a strong correlation between climate waves and climate indices in compare of normal correlation. The wavelet power spectrum was determined from the data of length of 38, 37, 36, 32, and 18 years in buoys 46002, 46005, 46006, 46011, and 46059, respectively. This analysis illustrated that there is a significant power at annual scale during whole measurement period of significant wave height in 4 stations. And, also in 46011, there is a significant power at annual scale during the whole measurement period of significant wave height except between 1989-1991 years. Furthermore, the power spectrum analysis illustrated that there is an annual cycle in stations and climate indices. Cross-wavelet power spectrum is used to measure the relationship between two time series. This spectrum was employed to explore the possible effects of ENSO events on the wave climate variation. The results of the cross-wavelet transform analysis in this study demonstrated that there is anti-phase behavior between the significant wave heights and climate indices in 46002 and 46011 buoys. Also, it is found that wave climate variabilites have in-phase behavior with PDO index in 46005, and in-phase behavior with SOI in 46006 and 46059.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    645243

    Assessing added value of wave coupling for the Mediterranean climate and extremes in regional earth system model simulations

    Bölgesel yer sı̇stem modelı̇ sı̇mülasyonlarında Akdenı̇z ı̇klı̇mı̇ ve ekstremlerı̇ ı̇çı̇n dalga bı̇rleşı̇mı̇nı̇n katma değerı̇nı̇n belı̇rlenmesı̇

    FULDEN BATIBENİZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Meteorolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BARIŞ ÖNOL

  2. Tez No

    879063

    Türkiye üzerinde rüzgar şiddetinin ekstrem değer analizi ve sinoptik paternlerle ilişkisi

    Analyzing extreme winds over Turkey and their relationships with synoptic patterns using cluster analysis

    UMUT GÜL BAŞAR GÖRGÜN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Meteorolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞÜKRAN SİBEL MENTEŞ

  3. Tez No

    75409

    Uzaktan algılama verileriyle orman yangını analizi

    Forest fire analysis with remote sensing data

    COŞKUN ÖZKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FİLİZ SUNAR

  4. Tez No

    885184

    Şanlıurfa'da iklimden kaynaklanan risklerin tarımsal meteorolojik açıdan analizi

    Agricultural meteorological analysis of risks resulting from climate in Şanlıurafa

    BURAK IŞIK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Meteorolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEVENT ŞAYLAN

  5. Tez No

    763917

    Development of a climate risk assessment method for the provinces of turkiye

    Türkiye illeri için iklim riski değerlendirme yöntemi geliştirilmesi

    GÜLSÜN DUYGU BÜTÜN BAYINDIR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Şehircilik ve Bölge PlanlamaOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Şehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMİNE YETİŞKUL ŞENBİL

Geri Dön