MODIS uydu verileri ile Ankara yüzey ısı adası ve bulutluluk oranlarının incelenmesi
Investigation of Ankara surface heat island and cloudiness rates with MODIS satellite data
Yazar: SEHER YILDIZ
Danışman: DOÇ. DR. ERKAN YILMAZ
Ankara Üniversitesi / Sosyal Bilimler Enstitüsü / Coğrafya Ana Bilim Dalı / Fiziki Coğrafya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Coğrafya = Geography

Özet:
Türkiye'de şehir ısı adası ile ilgili yapılan çalışmalarda, çalışma periyodunun kısalığı ve az istasyon bulunması sorunları ile karşılaşılmaktadır. Meteoroloji istasyonları arasındaki uzaklık, rasat sürelerindeki kesintiler ve maliyet gibi sorunların uydu görüntülerinin kullanımı ile çözülebileceğine değinilmiştir. Mekânsal olarak Ankara kent merkezi ve yakın çevresini kapsayan bu çalışmada toplam 2709 noktanın (1 km aralıklı); 22 yılın her gününe ait ortalama yüzey sıcaklığı, bulutluluk oranları ve her ikisi için de Mann Kendall analizi ile eğilimleri hesaplanmıştır. MODIS Terra ve Aqua uydu görüntülerinin kullanıldığı bu çalışmada verilerin başlangıç ve bitiş yılı 2000-2022 yıllarıdır. 22 yılı kapsayan bu verilerden aylık zaman serileri oluşturulmuş, günün 4 farklı saati (10:45 22:45,15:00,03:00) için ortalama yüzey sıcaklığı ve eğilimleri, ortalama bulutluluk ve eğilimleri ortaya koyulmuştur. Ortalama yüzey sıcaklığı, bulutluluk oranları ve eğilim haritalarından elde edilen sonuçlar şu şekildedir: Ankara'da yıl içerisinde en yüksek (42,5-45 C) yüzey sıcaklıkları temmuz ve ağustos aylarında saat 15:00'da kırsal alanlar, ana yollar, sanayi alanlarında, en düşük (-7,5/-10) sıcaklıklar kış mevsiminde ocak ayında, yükseltisi fazla olan kırsal alanlarda ortaya çıkmaktadır. Gündüz saatlerinde şehir çevresindeki kırsal alanlar ve metropol arasındaki sıcaklık farkı ağustos, eylül, ekim aylarında belirginleşirken (negatif YIA), tüm aylarda gece saatlerinde metropolitan alandaki sıcaklık çevredeki kırsal alanlara göre yüksek çıkmış ve pozitif YIA oluşmuştur. Yüzey sıcaklığı için yapılan Mann Kendall eğilim analizlerinde, en yoğun eğilim yaz mevsiminde gözlemlenmiştir. Yüzey sıcaklıklarında, kış mevsimi gece ve gündüz saatlerinde şiddetli anlamlı artışlar, bahar ve yaz mevsimi gece saatlerinde anlamlı artışlar belirlenmiştir. Yüzey sıcaklığı için yapılan Mann Kendall eğilimleri ile Ankara şehir gelişim planlamalarının yönü arasında paralellik bulunmaktadır. Eğilimler daha çok şehrin çevresinde ve batı koridorunda, şehir merkezinde son yıllarda arazi örtüsü değişiminin hızlandığı alanlarda izlenmiştir. Yaz mevsimi gündüz saatlerinde, Yenimahalle batısında Ergazi, Kardelen, Güzelkent, Elvankent, Eryaman, Yenipeçenek; Çankaya güneybatısında İncek, Bağlıca ve Yaşamkent, Ümitköy, Mutlukent-Çayyolu-Bilkent; Keçiören kuzeyinde Bağlum'da, son 20 yılda arazi örtüsü değişimi ve gök görüş oranları düşmesi nedeniyle, yaz mevsimi sabah saatlerinde ısınma geciktirmiş ve söz konusu alanların yüzey sıcaklıklarında anlamlı azalışlara neden olmuştur.
Ankara'da yıl içinde en yüksek bulutluluk oranları kış mevsiminde (ocak), öğle saatlerinde şehir merkezinde % 80-85 iken en düşük bulutluluk oranı yaz mevsiminde (temmuz) sabah saatlerinde kırsal alanlarda % 5-10 belirlenmiştir. Bulutluluk oranları için yapılan Mann Kendall eğilim analizlerinde yıl içerisinde daha çok anlamlı artışlar izlenmiş, haziran ayında şiddetli anlamlı ve anlamlı artışlar belirlenmiştir. Bulutluluk oranı artış ve azalış eğilimlerinin, şehir merkezindeki hizmet, sanayi alanları ve çevredeki yeni yerleşim alanlarındaki arazi örtüsü değişiminin etkisiyle oluştuğu düşünülmektedir. Şiddetli anlamlı ve anlamlı azalışlar, ekim ayında Çankaya'nın güneybatısındaki mahallelerde ve şubat ayında öğleden sonraki saatlerde İmrahor Vadisi'nde belirlenmiştir. Tüm mevsimlerde bulutluluk oranlarında gece saatlerinde anlamlı artışlar, gündüz saatlerinde ise şiddetli anlamlı ve anlamlı azalışlar gözlemlenmiştir. Bu analizler, Ankara'nın yüzey sıcaklığı ve bulutluluk özelliklerinin ve eğilimlerinin mevsimlere, günün saatlerine ve Ankara kent merkezi ve yakın çevresinde nasıl değiştiğini anlamamıza olanak tanımaktadır. Ayrıca, şehirleşme ve arazi kullanımının bu değişimlere etkisi açıktır.

Abstract:
In studies on urban heat island in Turkey, problems such as short study periods and few stations are encountered. It has been mentioned that problems such as distance between meteorological stations, interruptions in observation times and costs can be solved by the use of satellite images . In this study, which spatially covers Ankara city center and its immediate surroundings, a total of 2709 points (1 km apart); The average surface temperature, cloudiness rates and trends for both of each day of 22 years were calculated with Mann Kendall analysis. In this study, where MODIS Terra and Aqua satellite images were used, the starting and ending years of the data are 2000-2022. Monthly time series were created from these data covering 22 years, and average surface temperature and trends, average cloudiness and trends were revealed for 4 different hours of the day (10:45, 22:45, 15:00, 03:00). 
The results obtained from the average surface temperature, cloudiness rates and trend maps are as follows: The highest (42.5-45 C) surface temperatures in Ankara during the year occur in rural areas, main roads, industrial areas at 15:00 in July and August while the lowest temperatures (-7.5/-10) occur in January in rural areas with high altitude in winter. While the temperature difference between the rural areas around the city and the metropolis during the daytime becomes evident in August, September and October (negative HIA), during the night hours in all months becomes more evident in August, September and October. The temperature in the metropolitan area was higher than the surrounding rural areas and a positive YIA occurred. In Mann Kendall trend analyzes conducted for surface temperature, the most intense trend was observed in the summer season. Significant increases in surface temperatures were determined during day and night hours in winter, and significant increases were determined during night hours in spring and summer. There is a parallelism between Mann Kendall trends for surface temperature and the direction of Ankara city development planning . Trends have been observed mostly around the city and in the western corridor, in areas where land cover change has accelerated in recent years in the city center. During the summer daylight hours, Ergazi, Kardelen, Güzelkent, Elvankent, Eryaman, Yenipeçenek, west of Yenimahalle; In the southwest of Çankaya, İncek, Bağlıca and Yaşamkent, Ümitköy, Mutlukent -Çayyolu-Bilkent; In Bağlum , north of Keçiören , due to land cover change and decrease in sky visibility in the last 20 years, warming in the morning hours of the summer season has been delayed and caused significant decreases in the surface temperatures of the said areas.
In Ankara, the highest cloudiness rate during the year was 80-85 % in the city center during the winter season (January) at noon , while the lowest cloudiness rate was 5-10% in rural areas in the morning hours in the summer season (July). In the Mann Kendall trend analysis conducted for cloudiness rates, more significant increases were observed throughout the year, and severe and significant increases were determined in June. It is thought that the increasing and decreasing trends in cloudiness occur due to the effect of land cover change in service and industrial areas in the city center and new residential areas in the surrounding area. Strong and significant decreases were determined in the neighborhoods southwest of Çankaya in October and in the İmrahor Valley in the afternoon hours in February. Significant increases in cloudiness rates during night hours and severe and significant decreases during daylight hours were observed in all seasons. These analyzes allow us to understand how Ankara's surface temperature and cloudiness characteristics and trends vary across seasons, times of day, and in Ankara city center and immediate surroundings. Additionally, the impact of urbanization and land use on these changes is obvious.