Geri Dön

Analysis of cloud cover trends in turkey using satellite and ground-based data

Türkiye bulut örtüsü eğilimlerinin uydu ve yer tabanli veriler kullanilarak analizi

PDF İndir

  1. Tez No: 982265
  2. Yazar: SENA ÇAĞLA APAYDIN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET ÖZTOPAL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Meteoroloji, Meteorology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Atmosfer Bilimleri Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu tez, Türkiye genelinde bulut örtüsü eğilimlerini inceleyerek uzun dönemli değişimleri ve bölgesel farklılıkları ortaya koymayı amaçlamaktadır. Çalışmada hem uydu temelli hem de yersel gözlemlerden yararlanılarak, bulutluluk dinamiklerinin iklim değişikliği bağlamındaki yeri detaylı biçimde ele alınmıştır. Kullanılan veriler, Avrupa Meteoroloji Uydu İşletme Organizasyonu (EUMETSAT) bünyesindeki CM-SAF birimi tarafından geliştirilen CLARA-A2 (Cloud, Albedo and Radiation) veri seti (1982–2018) ve Meteoroloji Genel Müdürlüğü'ne (MGM) ait 1960–2021 yıllarını kapsayan istasyon kayıtlarından oluşmaktadır. Bu iki veri setinin bütünleştirilmesi, Türkiye'nin farklı iklim bölgelerinde bulut örtüsü davranışlarını hem uzun vadede hem de mevsimsel ölçekte inceleme imkânı sağlamıştır. Çalışmada, istasyon verilerindeki eksik veya hatalı kayıtlar titizlikle elenmiş ve analiz için 46 güvenilir istasyon seçilmiştir. Veri ön işleme, eğilim belirleme ve grafik üretimi için Python programlama dili (NumPy, pandas, Matplotlib kütüphaneleri) kullanılmış; görselleştirme için GrADS yazılımından yararlanılmıştır. Eğilim analizlerinde ise, veriyi zamansal olarak ayırıp eğilimleri basit ve güçlü bir mantıkla değerlendirmeyi mümkün kılan Yenilikçi Eğilim Analizi (ITA) yöntemi uygulanmıştır. Anomali haritaları ve eğilim grafikleri, 1982–2000 ve 2001–2018 dönemleri arasındaki farklılıkları ortaya koymuş ve yaz aylarında yaygın biçimde negatif eğilimlerin bulunduğunu göstermiştir. Bu bulgular, bulut örtüsünde gözlenen azalmanın iklim dinamikleri üzerinde önemli sonuçlar doğurduğuna işaret etmektedir. Bulutluluğun azalması, Dünya'nın albedosunu düşürerek güneş ışınımının yüzeye daha fazla ulaşmasına yol açmakta ve bölgesel ısınmayı şiddetlendirebilecek geri besleme mekanizmalarını tetiklemektedir. Bu durum, özellikle kuraklık ve sıcak hava dalgalarına duyarlı bölgelerde iklim değişikliğinin etkilerini artırabilir. Ayrıca, bulut örtüsündeki değişimler yağış rejimlerini, atmosferik enerji dengesini ve ekosistem süreçlerini de etkilemektedir. Elde edilen sonuçlar, yalnızca bulutluluk değişimlerini değil, aynı zamanda bu değişimlerin iklim sistemi üzerindeki geri besleme etkilerini de ortaya koymaktadır. Bulut örtüsündeki azalma, Dünya'nın albedosunun düşmesine ve yüzeye ulaşan güneş radyasyonunun artmasına neden olmaktadır. Bu durum; bölgesel ısınmanın şiddetlenmesi, kuraklık riskinin artması, tarımsal üretkenliğin azalması ve su kaynakları üzerindeki baskının yükselmesi gibi olumsuz sonuçları beraberinde getirebilir. Aynı zamanda kentleşmiş alanlarda artan güneşlenme süresi, kentsel ısı adası etkisini güçlendirerek ısı dalgalarının daha sık ve yoğun yaşanmasına yol açabilir. Buna karşın, bulutlulukta gözlenen azalma yenilenebilir enerji potansiyeli açısından da fırsatlar sunmaktadır. Özellikle İç Anadolu ve Güneydoğu Anadolu gibi güneş enerjisi potansiyeli yüksek bölgelerde daha az bulut örtüsü, güneşlenme süresinin artmasına ve fotovoltaik enerji üretiminin verimliliğinin yükselmesine katkı sağlayabilir. Bu nedenle enerji planlaması ve yatırımlarında bulutluluk eğilimlerinin dikkate alınması stratejik önem taşımaktadır. Çalışma aynı zamanda veri bütünleştirme ve yöntem geliştirme açısından metodolojik katkılar sunmaktadır. Uydu verilerinin geniş alan kapsama yeteneği ile yersel verilerin yüksek çözünürlüklü ve uzun dönemli yapısının birleştirilmesi, Türkiye'de bulut örtüsü eğilimlerinin çok boyutlu bir bakış açısıyla değerlendirilmesine olanak tanımıştır. Bu yaklaşım, gelecekte yapılacak iklim modelleme çalışmaları için sağlam bir temel oluşturmaktadır.

Özet (Çeviri)

This thesis aims to examine cloud cover trends across Turkey to reveal long-term changes and regional differences. By utilizing both satellite-based and ground-based observations, the study provides a detailed assessment of the role of cloudiness dynamics within the context of climate change. The datasets used include the CLARA-A2 (Cloud, Albedo and Radiation) dataset (1982–2018) developed by the CM-SAF unit of the European Organization for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT), and the station records of the Turkish State Meteorological Service (TSMS) covering the years 1960–2021. The integration of these two datasets has made it possible to analyze cloud cover behavior across Turkey's different climatic regions on both long-term and seasonal scales. In the study, missing or erroneous records in station data were carefully filtered, and 46 reliable stations were selected for analysis. Data preprocessing, trend identification, and figure generation were performed using the Python programming language (NumPy, pandas, and Matplotlib libraries), while GrADS software was used for visualization. For trend analysis, the Innovative Trend Analysis (ITA) method was employed, which allows for a simple yet robust evaluation of temporal trends. The analysis results revealed that the amount of cloudiness in Turkey exhibits significant seasonal and regional variations. Both satellite and ground-based data indicate a marked decreasing trend in cloud cover, particularly during summer months. The decrease in summer cloudiness is associated with rising temperatures and changes in atmospheric circulation patterns. In contrast, winter cloudiness displays a relatively stable structure, reflecting the influence of seasonal dynamics and atmospheric energy balance on cloud formation. At the regional level, the Eastern Black Sea and Northeastern Anatolia regions displayed the highest cloud cover rates throughout the study period, whereas the Southeastern Anatolia and Aegean coastal regions exhibited considerably lower cloudiness values. Coastal and mountainous areas showed different seasonal behaviors compared to inland regions. Ground-based data provided detailed insights into local patterns that satellite data could not capture, offering valuable information about regional-scale cloud formation processes. The Innovative Trend Analysis (ITA) method was chosen for trend detection. ITA divides the time series into two equal segments and directly compares the changes between the periods, offering a statistically simple but powerful tool for identifying increasing or decreasing trends even in complex climate datasets. Anomaly maps and trend graphs demonstrated differences between the 1982–2000 and 2001–2018 periods, showing widespread negative trends during the summer season. These findings indicate that the observed decrease in cloud cover has significant implications for climate dynamics. A reduction in cloudiness lowers the Earth's albedo, allowing more solar radiation to reach the surface, which may intensify regional warming and trigger feedback mechanisms that exacerbate climate change impacts. This situation may particularly increase the vulnerability of regions prone to droughts and heatwaves. Additionally, changes in cloud cover affect precipitation regimes, atmospheric energy balance, and ecosystem processes. The findings not only reveal the changes in cloudiness but also highlight their feedback effects on the climate system. The decrease in cloud cover reduces the Earth's reflectivity (albedo) and increases the amount of solar radiation reaching the surface. This leads to intensified regional warming, increased drought risk, reduced agricultural productivity, and heightened pressure on water resources. Furthermore, in urbanized areas, increased sunshine duration can amplify the urban heat island effect and cause heatwaves to occur more frequently and intensely. However, the observed decrease in cloudiness may also present opportunities in terms of renewable energy potential. In regions such as Central Anatolia and Southeastern Anatolia, which have high solar energy potential, reduced cloud cover can increase sunshine duration and enhance photovoltaic energy production efficiency. Therefore, considering cloudiness trends in energy planning and investments is of strategic importance. The study also provides methodological contributions in terms of data integration and approach development. Combining the wide spatial coverage of satellite data with the high temporal resolution and long-term characteristics of ground-based observations allowed for a multidimensional evaluation of cloud cover trends in Turkey. This approach offers a solid foundation for future climate modeling studies. In conclusion, this thesis fills a significant gap in the literature regarding the long-term trends of cloud cover in Turkey. The findings quantitatively reveal the direction, rate, and potential impacts of cloudiness changes across Turkey's diverse climate regions, providing scientific data that can directly support the country's climate adaptation and mitigation policies. Accurate monitoring of cloud cover trends is of critical importance for understanding climate feedback mechanisms at both regional and global scales. The results obtained in this study enable comparative evaluations not only for Turkey but also for the broader Eastern Mediterranean basin and the Euro-Asian transition zone.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    907885

    Işık kirliliğinin uydu ve yer tabanlı verilerle analizi: Antalya ölçeği

    Analysis of light pollution using satellite and ground-based data: The measurement of Antalya

    FARHAN RAFIQUE SHAH

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Çevre MühendisliğiAkdeniz Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÇİĞDEM MORAL

  2. Tez No

    691679

    Determination of alpine treeline ecotone and its spatio-temporal analysis using landsat tm images

    Alpin ağaç sınırı ekotonunun landsat tm görüntüleri kullanılarak belirlenmesi ve mekansal-zamansal analizi

    GELİNCİK DENİZ BİLGİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Jeodezi ve Coğrafi Bilgi Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. UĞUR MURAT LELOĞLU

    DR. UĞUR ZEYDANLI

  3. Tez No

    864195

    Adana ve çevre illeri kapsayan havalimanlarında meydana gelen gök gürültülü fırtınaların zamansal ve mekansal analizi; 24 Aralık 2019 örnek olay çalışması

    Temporal and spatial analysis of thunderstorms in airports covering Adana and surrounding provinces; 24 December 2019 case study

    ESRA DAŞDEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Meteorolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ DENİZ

    DOÇ. DR. EMRAH TUNCAY ÖZDEMİR

  4. Tez No

    673525

    Evaluating BFAST algorithm in landsat time series analysisof monitoring deforestation dynamics in coniferousand deciduous forests

    Landsat zaman serisi ile iğne ve geniş yapraklı ormanlardaormansızlaşma dinamiklerinin izlenmesinde BFASTalgoritmasının değerlendirilmesi

    NOOSHIN MASHHADI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Coğrafyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)

    Assist. Prof. Dr. UĞUR ALGANCI

  5. Tez No

    460968

    Quantification of Saharan dust influences on Eastern Mediterranean air quality via atmospheric modeling

    Sahra tozunun Doğu Akdeniz hava kalitesi üzerindeki etkilerinin atmosfer modeliyle belirlenmesi

    BURCU KABATAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Meteorolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İklim ve Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPER ÜNAL

Geri Dön