Variability of takeoff distance and climate rate due to climate factors
İklim faktörlerine bağlı kalkış mesafesi ve tırmanma oranı değişikliği
- Tez No: 863522
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ DEMİRHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Meteoroloji, Meteorology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Atmosfer Bilimleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 56
Özet
İklim değişikliği, genellikle on yıllardan yüzyıllara uzanan zaman dilimlerinde gözlemlenen ve geniş bir yelpazedeki değişiklikleri içeren bir kavramdır. Bu değişiklikler, sıcaklık farklılıkları, yağış desenlerindeki değişiklikler, deniz seviyesi yükselmesi ve fırtınalar, kuraklıklar ve sıcak hava dalgaları gibi hava olaylarının değişmesini içerir. Bu dönüşümün temel nedenlerinden biri insan faaliyetleridir. Fosil yakıtların yakılması, endüstriyel süreçler, ormansızlaşma ve çeşitli arazi kullanımı değişiklikleri, atmosferde özellikle karbondioksit, metan ve azot oksit gibi sera gazlarının konsantrasyonlarında önemli bir artışa yol açmıştır. Bu gazlar, sera etkisi oluşturarak atmosferdeki ısıyı tutup gezegenin ısınmasına neden olurlar. Bu etkiye genellikle küresel ısınma denmektedir. İklim değişikliğinin sonuçları çeşitlidir ve geniş kapsamlıdır. Ekosistemleri, biyoçeşitliliği, tarımı ve insanların geçim kaynaklarını etkilemektedir. Yükselen sıcaklıklar, aşırı hava olaylarının sıklığını ve yoğunluğunu etkileyebilir, bu da daha sık sıcak hava dalgaları, yoğun yağışları, artan sel risklerini ve çeşitli bölgelerde uzun süreli kuraklıkları beraberinde getirmektedir. Ayrıca, kutup buzullarının ve buzulların erimesi, deniz seviyesinin yükselmesine neden olarak kıyı toplulukları ve habitatlar için tehdit oluşturmaktadır. İklim değişikliğiyle mücadele küresel işbirliği ve çeşitli sektörlerde ortak çabalar gerektirir. Bu, daha temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarına geçiş yapmayı, endüstrilerden karbon emisyonlarını azaltmayı, sürdürülebilir tarım uygulamalarını teşvik etmeyi, orman korumasını artırmayı ve iklim değişikliğinin etkilerini azaltmayı ve bunlara uyum sağlamayı amaçlayan politikaların uygulanmasını içerir. Bilim insanları, politika yapıcılar ve dünya genelindeki toplumlar, gezegenin ekosistemlerine kalıcı zararları önlemek ve gelecek nesiller için sürdürülebilir bir gelecek sağlamak için sera gazı emisyonlarını azaltma ve küresel sıcaklık artışını sınırlama konusunda etkili adımlar atmanın aciliyetini vurgulamaktadır. Bunun sonucunda da hızla yükselen küresel sıcaklıkların etkileri pek çok sektörü etkilese de, havacılık endüstrisi üzerinde belirgin bir etkiye sahip olmuştur. Havacılık endüstrisi, iklim değişikliğinin etkilerini en yoğun şekilde hisseden sektörlerden biri haline gelmiştir. Uçuş operasyonlarının gelecekteki güvenliği ve verimliliği için, bu etkilerin derinlemesine anlaşılması ve öngörülmesi büyük önem taşımaktadır. Uçakların performansı, hava koşullarından doğrudan etkilenir ve küresel ısınma bu performansı ciddi şekilde etkilemektedir. Özellikle artan sıcaklıkların, uçakların kalkış ve iniş performansı üzerinde büyük bir etkisi bulunmaktadır. Daha yüksek sıcaklıklar, uçakların kalkış mesafesini uzatırken, tırmanış oranlarını azaltmaktadır. Bu durum özellikle kısa pistlere veya yüksek rakımlı havalimanlarına sahip bölgelerde ciddi operasyonel zorluklar yaratabilir. Kalkış ve iniş aşamalarındaki performansın yanı sıra, uçakların yakıt tüketimi ve ağırlığı da sıcaklık artışlarından etkilenmektedir. Düşük hava yoğunluğu, uçakların gerekli kaldırma kuvvetini sağlamak için daha fazla mesafe ve enerji gerektirir. Bu da, daha fazla yakıt tüketimine ve dolayısıyla daha yüksek işletme maliyetlerine neden olabilir. Bu durumun irdelenmesi ve anlaşılması, havacılık endüstrisinin gelecekteki operasyonlarını planlarken önemli bir faktördür. Hava şartlarındaki değişikliklerin ve sıcaklık artışlarının doğru bir şekilde analiz edilmesi, daha etkili uçuş güvenliği politikaları ve operasyonel stratejiler geliştirilmesine yardımcı olabilir. Bu bağlamda, iklim değişikliğiyle mücadele etmek ve havacılık sektörünü sürdürülebilir hale getirmek için teknolojik inovasyonlar ve çözümler üzerine yoğun bir araştırma ve geliştirme süreci önem arz etmektedir. Sıcaklıklardaki artış ve basınç irtifalarındaki değişim, havacılık operasyonlarının gelecekteki tahminlerini belirlemede belirgin bir rol oynuyor. Önümüzdeki dönemlerde, iklim değişikliğinin etkisiyle artan sıcaklıkların ve değişen basınç irtifalarının, uçuş operasyonları üzerinde kaçınılmaz etkileri olacağı öngörülüyor. Bu değişikliklerin, özellikle kalkış aşamasında uçak performansı üzerinde doğrudan ve belirgin bir etkisi olması bekleniyor. Artan sıcaklıklar, uçakların kalkış mesafesini uzatarak, tırmanma oranlarını azaltarak ve gerekli kaldırma kuvvetini sağlamak için daha fazla enerji gerektirerek operasyonel zorluklar yaratabilir. Benzer şekilde, değişen basınç irtifaları da uçuş parametrelerini etkileyerek operasyonel stratejilerin revize edilmesini gerektirebilir. Bu nedenle, havacılık endüstrisinin gelecekteki operasyonlarını planlarken, bu değişkenlerin göz önünde bulundurulması ve adaptasyon stratejilerinin geliştirilmesi önem arz etmektedir. Bu çalışma, havacılık endüstrisinde iklim değişikliğinin uçak kalkış performansı üzerindeki etkisini araştırmayı amaçlamaktadır ve özellikle Boeing 737-800 uçağı için iklim değişikliğine atfedilen kalkış mesafesindeki değişiklikleri değerlendirmektedir. İklim değişikliğinden kaynaklanan sıcaklıklardaki artış, uçaklar için gereken artan kalkış mesafeleriyle doğrudan ilişkilidir. Bu koşullar altında, uçaklar ya kargo kapasitesini ve yakıt yüklerini azaltmak ya da yolcu kapasitesini sınırlamak zorunda kalıyor ve sonuç olarak havayolu taşımacılığı sektöründe artan harcamalara yol açıyor. Bu zorluklara karşı koymak için potansiyel çözümler, değişen sıcaklık düzenlerine ve ardından kalkış mesafelerindeki artışlara yanıt olarak havaalanı pist uzunluklarının uyarlanması gerekmektedir. İklim değişikliğinin havacılık sektörü üzerindeki etkilerinin araştırılması, yaklaşan uçuş operasyonlarının güvenliğinin korunması açısından büyük önem taşımaktadır. Bu araştırma, uçuş operasyonlarının emniyetli bir şekilde gerçekleştirmesini, iptaller ve divert gibi uçuş kesintileri sırasında oluşan hem maddi hem de manevi kayıpları azaltmayı amaçlamaktadır. Çalışmada Türkiye'nin önde gelen on havalimanında iklim değişikliğinin kalkış mesafeleri ve tırmanma oranları üzerindeki etkisini detaylı bir şekilde incelemektedir. Bu havalimanları Trabzon Havalimanı (TZX), Kars Harakani Havalimanı (KSY), Tekirdağ Çorlu Havalimanı (TEQ), İstanbul Havalimanı (IST), Ankara Esenboğa Havalimanı (ESB), Konya Havalimanı (KYA), Gaziantep Oğuzeli Havalimanı (GZT), Diyarbakır Havalimanı (DIY), Muğla Dalaman Havalimanı (DLM) ve Antalya Havalimanı (AYT)'dir. Çalışmada yaz aylarına ait ( haziran, temmuz ve ağustos) günlük ortalama hava sıcaklığı verileri ve günlük ortalama deniz seviyesi basınç verileri kullanılmıştır. Kullanılan veriler, 1980-2010 periyotları için ERA5 (ECMWF Yeniden Analizi) ve CMIP6 MPI-ESM1-2-LR tarihsel veri setleri kullanılmıştır. 2023-2053 ve 2069-2099 yılları için ise CMIP6 MPI-ESM1-2-LR SSP5-8.5 simülasyon verileri kullanılmıştır. Bu analiz, sadece bireysel havalimanlarındaki değişiklikleri değil, aynı zamanda genel eğilimleri ve bu eğilimlerin sektöre olan potansiyel etkilerini de değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Elde edilen bulgular, sadece hava sıcaklıklarında yaşanan ciddi artışları değil, aynı zamanda farklı havalimanları arasında basınç irtifalarında da değişiklikler olduğunu ortaya koymaktadır. Bu değişkenlikler, uçuş operasyonlarını doğrudan etkileyebilir ve farklı hava koşullarına sahip havalimanlarının uçuş performansları üzerinde farklı sonuçlar doğurabilir. Bu verilerin analizi, gelecekteki havacılık operasyonlarının planlanması ve yönetilmesi için önemli bir rehber niteliği taşımaktadır. Geçmiş, yakın gelecek ve uzak gelecek dönemlerdeki yaz aylarını kapsayan analizler, belirli bir trendin varlığını göstermektedir. Bu analizler, önümüzdeki yıllarda havacılık operasyonları üzerinde beklenen değişikliklere dair önemli ipuçları sunmaktadır. Yaz aylarında 1980-2010 (geçmiş), 2023-2053 (yakın gelecek) ve 2069-2099 (uzak gelecek) arasındaki farklı zaman dilimleri incelendiğinde değişen bir trend ortaya çıkmaktadır. Tahmin edilen ortalama kalkış mesafesi 1980-2010'dan 2023-2053'e %1-3 oranında ve 2023-2053'ten 2069-2099'a ise %4-7 oranında artması beklenmektedir. Tersine, ortalama tırmanma oranlarının 1980-2010'dan 2023-2053'e kadar %1-2 oranında ve 2023-2053'ten 2069-2099'a kadar ise %3-5 oranında azalması beklenmektedir. Boeing 737-800 uçak tipi için Kars Harakani Havalimanı'nda yaz aylarında ortalama kalkış mesafeleri geçmiş dönemde 2200 metre, yakın dönemde 2244 metre, uzak dönemde ise 2376 metre olması beklenmektedir. Diyarbakır Havalimanı için yaz aylarında ortalama kalkış mesafeleri; geçmiş dönemde 2596 metre, yakın gelecekte 2640 metre, uzak gelecekte ise 2794 metre olması beklenmektedir. Bu veriler, uzun vadede havacılık operasyonlarının temel parametrelerinde meydana gelebilecek değişimleri öngörme konusunda bize fikir vermektedir. Bu trendler, havacılık endüstrisinin gelecekteki planlamaları ve stratejik uygulamaları üzerinde derinlemesine düşünmeyi gerektirebilir. Bu tahminler, havacılık endüstrisinin karşılaşacağı önemli bir zorunluluğa işaret etmektedir: Bu karmaşık etkileşimlerin anlaşılması, havacılık sektörünün sürdürülebilirlik ve operasyonel etkinlik açısından daha uygun stratejiler belirlemesine yardımcı olabilir. Bu nedenle, sürekli araştırma ve yenilikçi çözümlere olan yatırım, havacılık endüstrisinin iklim değişikliğiyle mücadeledeki rolünü güçlendirebilir. Bu zorlukların belirlenmesi, havacılık endüstrisi için sadece operasyonel güvenlik açısından değil, aynı zamanda iklim değişikliğinin yarattığı zorlukları aşmak için sürdürülebilir havacılık uygulamalarının teşvik edilmesi açısından da son derece önemlidir. Bu durum, sektörün çevresel etkileri azaltma ve operasyonel verimliliği artırma yönünde yeni teknolojiler ve stratejiler geliştirme konusunda odaklanmasını gerektirmektedir. Operasyonel etkinliklerin ve teknolojilerin yeniden düşünülmesiyle, sektör karbon ayak izini azaltabilir ve çevresel etkileri minimize edebilir. Yenilikçi yaklaşımların benimsenmesi, sadece havacılık sektörü için değil, aynı zamanda çevre için de önemli bir adım olabilir. Bu süreç, havacılık endüstrisinin iklim değişikliğiyle mücadelede liderlik rolü üstlenmesini sağlayabilir.
Özet (Çeviri)
Climate change, resulted from increased fossil fuel combustion after the Industrial Revolution, has triggered a persistent global warming trend. Rapidly increasing global temperatures have a significant impact on the aviation industry, and a comprehensive understanding of their impacts is required to ensure the safety and efficiency of future flight operations. As a result of rapidly increasing global temperatures, aircraft performance during takeoff is considerably endangered, affecting important measurements such as weight considerations and fuel consumption, which are especially important at airports with shorter runways or higher altitudes. The interaction between rising temperatures and lower air density amplifies the challenge of generating sufficient lift force for aircraft taking off in less dense air. These adverse conditions greatly affect prominent parameters that determine takeoff performance, including takeoff distance and climb rate. As temperatures soar and pressure altitudes alter, the future forecast for aviation operations is determined by increased takeoff distances and descended climb rates. This comprehensive study scrutinizes the impact of climate change on takeoff distance and climb rates across ten prominent Turkish airports. The findings reveal a very clear fact: there are significant air temperature increases as well as different changes in pressure altitudes between these airports. Projections emphasize inevitable heightened takeoff distances and descended climb rates, all stemming from the anticipated elevation in temperatures and pressure altitudes. Examining distinct time frames 1980-2010 (past), 2023-2053 (near future), and 2069-2099 (far future) during the summer months reveals a changing trend. Anticipated average takeoff distance increments by 1-3% from 1980-2010 to 2023-2053 and leaps by 4-7% from 2023-2053 to 2069-2099. Conversely, average climb rates are anticipated to decline by 1-2% from 1980-2010 to 2023-2053 and descent by 3-5% from 2023-2053 to 2069-2099. Furthermore, these insights underline a critical necessity: the aviation industry must proactively devise adaptive strategies and technological advancements to alleviate the projected impacts of climate change on flight operations. The significant correlations between rising temperatures, fluctuating pressure altitudes, and the intricate dynamics of flight highlight the urgent need for ongoing research and innovative solutions within the aviation sector. Determining these challenges becomes crucial not only for operational safety but also for encouraging sustainable aviation practices that overcome the challenges that emerge from climate change.
Benzer Tezler
- Güneş enerjili uçaklarda farklı uçuş durumları için elektrik sisteminin performans analizi
Performance analysis of electrical system for different flight situations in solar aircraft
ÜMİT AK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER USTA
- Yapıların çevresel etkilerinin değerlendirilmesi için çok kriterli karar destek sistemi geliştirilmesi
Developing a multi-criteria decision support system for assessment of the environmental impacts of buildings
TUĞBA ERZURUM
Doktora
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİnönü Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖNDER HALİS BETTEMİR
- Tam zamanında imalat sisteminin simülasyon ile analizi ve uygulanabilirliğinin etüdü
An Analysis of the just in time manufacturing system by simulation and a study for its applicability
SEMRA DURMUŞOĞLU
Doktora
Türkçe
1989
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. AYHAN TORAMAN
- Regresyon algoritmaları kullanarak uçuş rötarlarının tahmin edilmesi
Estimating flight delays with regression algorithms
BARIŞ ÖZDİÇLE
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Aydın ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ GÜNEŞ
- Dirençli hipertansiv hastalarda uç organ hasarıyla kan basıncı değişkenliği (Varyabilite) arasındaki ilişki
Relation between end organ damage and blood pressure variability in resistant hypertensive patients
RAHİB HASANOV
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2013
Kardiyolojiİstanbul Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDIN TUNÇKALE