Analysis of global climate change on the hydrography of the Black Sea using CMIP6 climate models
Global iklim değişikliğinin Karadeniz hidrografisine etkisinin CMIP6 modelleri kullanılarak yapılan analizi
- Tez No: 894480
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ILICAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Deniz Bilimleri, Marine Science
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İklim ve Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yer Sistem Bilimi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Geçmişten günümüze iklim değişikliğinin dünyamız üzerinde sayısız etkileri vardır. Özellikle endüstri devrimi sonrası global iklim değişikliğinin dünyamızdaki canlı yaşamına olan etkisi artmış bununla beraber bilim insanlarının dikkatini çekmeye başlamıştır. İklim değişikliğinin incelenmesi kuraklık, seller, şiddetli kasırgaların sıklığı ve etkisindeki artışla beraber okyanus ve deniz suyu seviyelerindeki yükselme, ph değişimleri, tuzluluk ve sıcaklık değişimleri, buzulların erimesi gibi etkilerin doğa yaşamına olan olumsuz etkilerinin incelenmesi açısından önemli bir hal almıştır. Okyanus ve atmosfer arasındaki yakın ilişki kullanılarak oluşturulan modeller ve geçmiş iklim parametrelerinin kullanılması ile gelecek yüzyıl için yapılan modelleme çalışmalarına ilgi artmıştır. Bu çalışmada, CMIP6 veri tabanından dokuz farklı iklim modeli kullanarak Karadeniz'deki deniz yüzey sıcaklığı (SST) ve deniz yüzeyi tuzluluğunun (SSS) mekansal ve zamansal değişimlerini analiz ettik. Ayrıca Karadeniz'deki deniz ısı dalgalarının (MHW'ler) sıklığı ve süresinin yanı sıra, İstanbul Boğazı boyunca net ısı taşınımını ve ne akışını (Qnet) da inceledik. Sonuçlarımız gösteriyor ki, Karadeniz'de SST'nin ortalama 4,5 °C artması ve SSS'nin ortalama 2,25 psu artmasıyla denizin 21. yüzyıl sonunda önemli ısınma ve tuzlulukta değişiklikler yaşaması bekleniyor. Bu değişikliklerin bölgedeki insan popülasyonları ve endüstrilerin yanı sıra Karadeniz ekosistemi üzerinde de önemli etkileri olması beklenmektedir. Dokuz CMIP6 modelini kullanarak yapılan SST ve SSS analizleri, mekansal olarak asimetrik bir model ortaya koyuyor ve Karadeniz'in batı kesiminin doğu kesiminden daha fazla ısınması bekleniyor. Çoklu model ortalaması ayrıca, Karadeniz'deki ısınma eğiliminin, antropojenik faaliyetler nedeniyle küresel iklim değişikliğinin artış aşamasına karşılık gelen, neredeyse monoton bir şekilde devam etmesinin beklendiğini göstermektedir. İstanbul Boğazı boyunca Qnet ve ısı taşınımına ilişkin analizimiz, Karadeniz'deki asimetrik ısınma modelinin İstanbul Boğazı'ndan ısı taşınmasından değil, net ısı akışından kaynaklandığını ortaya koymaktadır. Ayrıca, Rim Current sisteminin bu asimetrik ısınma modelinde rol oynayabileceğini bulduk. Karadeniz'deki MHW'lere ilişkin analizimiz, 21. yüzyılda MHW'lerin sıklığı ve süresinin önemli ölçüde artmasıyla birlikte, SST'de bir rejim değişikliği olması beklendiğini göstermektedir. Bazı modellerde, MHW olarak kabul edilen toplam gün sayısının yüzyılın sonuna kadar yılda 300 günü aşacağı tahmin edilmektedir. Sonuç olarak, çalışmamız, küresel iklim değişikliğinin Karadeniz üzerindeki beklenen etkilerine dair yeni bilgiler sağlamakta ve bu değişiklikleri hafifletmek ve bunlara uyum sağlamak için daha fazla araştırmaya ve çabaya duyulan ihtiyacı vurgulamaktadır. Asimetrik ısınma modeli ve MHW'lerde beklenen artışın, Karadeniz ekosisteminin yanı sıra bölgedeki insan popülasyonları ve endüstriler için önemli etkileri vardır. Bu değişiklikleri yönlendiren mekanizmaları daha iyi anlamak ve etkilerini ele almak için stratejiler geliştirmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Özet (Çeviri)
Climate change has numerous impacts on Earth from past to today. Specially after industrial revolution, the impact of climate change on Earth has been increasing and therefore has been focus of interest by scientists. The study of climate change has become important in terms of examining the negative effects such as drought, floods, the increase in the frequency and impact of severe hurricanes, as well as the increase of ocean and sea water levels, pH changes, salinity and temperature changes, and the melting of glaciers. The models used in this paper created using the close relationship between the ocean and the atmosphere and the use of past climate parameters, with an aim of modeling the ocean parameters for the next century. In this study, the behavior of the Black Sea water in different climate models for the next century was tried to be understood by considering the sea surface water temperature, salinity and heat exchange with the atmosphere, and comparisons between the models were included. In this study, we have analyzed the spatial and temporal variations of sea surface temperature (SST) and sea surface salinity (SSS) in the Black Sea using nine different climate models from the CMIP6 database. We have also examined the net heat flux (Qnet) and the heat transport through the Bosporus Strait, as well as the frequency and duration of marine heatwaves (MHWs) in the Black Sea. Our results show that the Black Sea is expected to experience significant warming and changes in salinity in the 21st century, with SST increasing by an average of 4.5 °C and SSS increasing by an average of 2.25 psu. These changes are expected to have significant impacts on the Black Sea ecosystem, as well as on human populations and industries in the region. Our analysis of SST and SSS using the nine CMIP6 models reveals a spatially asymmetrical pattern, with the western part of the Black Sea expected to experience greater warming than the eastern part. The multi-model mean also shows that the warming trend in the Black Sea is expected to continue in a nearly monotonic, corresponding to the increase phase of global climate change due to anthropogenic activities. Our analysis of Qnet and heat transport through the Bosporus Strait reveals that the asymmetrical warming pattern in the Black Sea is not due to heat transport from the Bosporus, but rather to net heat flux. We also found that the Rim Current system may play a role in this asymmetrical warming pattern. Our analysis of MHWs in the Black Sea shows that there is expected to be a regime shift in SST, with the frequency and duration of MHWs increasing significantly in the 21st century. In some models, the total number of days considered MHWs is projected to reach over 300 days per year by the end of the century. In conclusion, our study provides new insights into the expected impacts of global climate change on the Black Sea, highlighting the need for further research and efforts to mitigate and adapt to these changes. The asymmetrical warming pattern and the expected increase in MHWs have significant implications for the Black Sea ecosystem, as well as for human populations and industries in the region. Further research is needed to better understand the mechanisms driving these changes and to develop strategies for addressing their impacts.
Benzer Tezler
- Küre Dağları Milli Parkının vejetasyon ekolojisi ve iklim değişikliği senaryolarına göre değerlendirilmesi (Doğu kayını örneği)
Vegetation ecology of Küre Mountains National Park and assessment of climate change scenarios (Fagus orientalis sample)
MUHAMMET ÖZTEKİNCİ
- Modelling flooding risk under urbanization andclimate change in Istanbul, Turkey
İstanbul'da şehirleşme ve iklim değişikliği tesirleri altında taşkın riskinin modellenmesi
TEWODROS ASSEFA NIGUSSIE
Doktora
İngilizce
2017
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜSSELAM ALTUNKAYNAK
- Serbest yüzeyli akımlarda değişkenlik derecesinin hidrolik karakteristikler üzerine etkisinin sayısal modelleme ile belirlenmesi
The influence of unsteadiness degree on hydraulic characteristics in free surface flow via numerical modeling
MEHMET BUĞRA BAYKUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiKıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. VEYSEL ŞADAN ÖZGÜR KIRCA
- İklim ve hidrolojik modeller ile Rize'de bulunan su havzalarının taşkın risk tayini
Determination of flood risk in the basins of Rize by using climate and hydrological models
OLGAY ŞEN
Doktora
Türkçe
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN KAHYA
- Kuzey Marmara otoyolunda dere köprüsü tasarımı ve uygulaması: Alemdağ dere köprüsü örneği
Design and implementation of stream bridge in kuzey Marmara highway: Alemdag stream bridge
FATİH SÜLEYMAN DENİZOLGUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEKAİ ŞEN