Kuraklığın frekans boyutu yaklaşımı ile değerlendirilmesi: Küçük Menderes Havzası örneği
Assessment of drought using frequency-dimension approach: A case study of the Kücük Menderes basin
- Tez No: 990590
- Danışmanlar: PROF. DR. DERYA ÖZTÜRK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Jeodezi ve Fotogrametri, Geodesy and Photogrammetry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kuraklık, başlangıç ve bitişi net olmayan, çevresel ve sosyoekonomik etkileri olan karmaşık bir doğal afettir. Doğru değerlendirme için süre, şiddet, etki alanı ve frekans gibi parametrelerin bütüncül analizi gereklidir. Bu çalışma, Küçük Menderes Havzası'nda kuraklık olaylarının frekans ve periyodik özelliklerini belirlemeyi amaçlamaktadır. Çalışmada meteoroloji istasyon verilerine dayalı indekslere alternatif olarak uzaktan algılama tabanlı Synthesized Drought Index (SDI) kullanılmış ve SDI zaman serilerine alışagelmiş yöntemlerden farklı olarak Fourier ile Dalgacık Analizi uygulanmıştır. Çalışmada, bitki örtüsü koşullarını yansıtmak amacıyla MODIS uydu verilerinden türetilen Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) ve Land Surface Temperature (LST) kullanılmış; yağış verisi olarak ise Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station (CHIRPS) veri setinden yararlanılmıştır. NDVI ve LST verileri normalize edilerek Vegetation Condition Index (VCI) ve Temperature Condition Index (TCI), CHIRPS verileri ise mekânsal çözünürlük iyileştirilmesi sonrası normalize edilerek Precipitation Condition Index (PCI) hesaplanmıştır. Bu üç bileşen, Temel Bileşenler Analizi (Principal Component Analysis, PCA) ile ağırlıklandırılarak literatürde önerilen SDI elde edilmiştir. Elde edilen SDI değerleri, Meteoroloji Genel Müdürlüğü (MGM)'ne ait üç istasyondan hesaplanan Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) ile karşılaştırılmıştır. Korelasyon analizlerinde; Adnan Menderes Havalimanı'nda %72, İzmir Bölge'de %50, Çeşme'de %44 uyum gözlemlenmiştir. Çalışmanın özgün katkısı, Küçük Menderes Havzası'nda uzaktan algılama tabanlı SDI serisinin spektral yapısının Fourier ve Dalgacık Analiziyle bütüncül incelenmesiyle, kuraklık olaylarının kısa ve uzun vadeli döngüsel davranışlarının ayrıntılı biçimde ortaya çıkarılmasıdır. 2001–2023 dönemine ait aylık serilerde yapılan analizler, kuraklık olaylarının kısa ve uzun dönemli frekans bileşenlerini zamansal dinamikleriyle ortaya çıkarmıştır. Fourier yıllık (12 ay), yarıyıllık (6 ay) ve kısa dönemli (2.5–4 ay) döngüleri; Dalgacık ise uzun dönemli (10 yıl) yapıların baskınlığını belirlemiştir. 2020 sonrası spektral güçte artış gözlenmiştir. İki yöntem birlikte değerlendirildiğinde; Fourier sabit frekans bileşenlerini, Dalgacık ise zamanla değişen frekansları ve ani değişimleri belirlemede daha etkilidir. Sonuçta, kısa ve uzun vadeli kuraklık döngüleri, belirgin mevsimsel dalgalanmalar ve 10 yıllık periyotların kuraklık yönetiminde kritik önemde olduğu saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
Drought is a complex natural disaster with indistinct onset and termination, exerting significant environmental and socio-economic impacts. Accurate assessment requires a comprehensive analysis of parameters such as duration, severity, spatial extent, and frequency. This study aims to determine the frequency and periodic characteristics of drought events in the Küçük Menderes Basin. In this study, the remote sensing-based Synthesized Drought Index (SDI) was used as an alternative to indices based on meteorological station data, and Fourier and Wavelet Analysis were applied to SDI time series, unlike conventional methods. In the study, to represent vegetation conditions, the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and Land Surface Temperature (LST) derived from MODIS satellite data were used, while precipitation data were obtained from the Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station (CHIRPS) dataset. NDVI and LST data were normalized to compute the Vegetation Condition Index (VCI) and Temperature Condition Index (TCI), respectively, whereas CHIRPS data, after spatial resolution enhancement, were normalized to derive the Precipitation Condition Index (PCI). These three components were weighted through Principal Component Analysis (PCA) to obtain the SDI as proposed in the literature. The SDI values were compared with the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) calculated from three stations operated by the Turkish State Meteorological Service. Correlation analysis revealed agreements of 72% at Adnan Menderes Airport, 50% at İzmir Regional Directorate, and 44% at Çeşme. The original contribution of this study is to comprehensively examine the spectral structure of the remote sensing-based SDI series in the Küçük Menderes Basin using Fourier and Wavelet Analysis, thereby revealing the short- and long-term cyclical behaviour of drought events in detail. Analyses conducted on monthly series for the period 2001–2023 have revealed the short and long-term frequency components of drought events with their temporal dynamics. Fourier Analysis identified annual (12-month), semi-annual (6-month), and short-term (2.5–4 month) cycles, while Wavelet Analysis revealed the predominance of long-term (10-year) periodic structures. An increase in spectral power was observed after 2020. When the two methods are evaluated together, Fourier Analysis proves more effective in identifying stationary frequency components, whereas Wavelet Analysis is superior in detecting time-varying frequencies and abrupt changes. Consequently, the presence of both short- and long-term drought cycles, pronounced seasonal fluctuations, and the critical importance of 10-year periodicities for drought management in the region have been determined.
Benzer Tezler
- Disturbance decoupling and disturbance decoupled estimation in regular and decomposed systems
Başlık çevirisi yok
MEHMET KAMİL KÜLMİZ ÇEVİK
Doktora
İngilizce
1990
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. İ. CEM GÖKNAR
- İki serbestlik dereceli hareket kontrolü için zihinsel görev sınıflandırma tabanlı beyin- bilgisayar arayüzü tasarımı
Mental task classification based brain-computer interface design for 2 dof movement control
ÇAĞLAR UYULAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolÜsküdar ÜniversitesiNörobilim Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TÜRKER TEKİN ERGÜZEL
- Modal superposition rulas for three dimensional linear structures
Üç boyutlu lineer yapılar için modal kombinasyon kuralları
DEDE SİNAN AKKAR
Yüksek Lisans
İngilizce
1995
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ERGİN ÇITIPITOĞLU
- Yukarı Sakarya Havzasında kuraklığın uzunluk, şiddet ve frekans bakımından incelenmesi
Investigation of drought in terms of length, intensity and frequency in the Upper Sakarya Basin
GÖNÜL MERVE ŞEN KUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Ormancılık ve Orman MühendisliğiBartın ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUĞRUL VAROL
- Dicle Havzası'ndaki kuraklığın iki değişkenli kopula teorisi ile analizi
Drought analysis in the Tigris Basin with bivariate copula theory
YAVUZ AVŞAROĞLU
Doktora
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiHarran Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VEYSEL GÜMÜŞ