GNSS meteorolojisi ve tomografisi uygulamaları ile karadeniz bölgesi'ndeki ekstrem hava olayları tahmininin güçlendirilmesi
GNSS meteorology and tomography applications to strengthen severe weather prediction in the black sea region
Yazar: SELMA ZENGİN KAZANCI
Danışman: DOÇ. DR. EMİNE TANIR KAYIKÇI
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeodezi ve Fotogrametri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry

Özet:
Bu çalışma ile Samsun radyosonda istasyonu çevresi ve şiddetli yağış ve selden en
fazla etkilenen Doğu Karadeniz Bölgesi'nde GNSS test ağı oluşturularak, su buharı
dağılımları elde edilmiştir. Hesaplanan yağışa dönüşebilir su buharı (PWV), Zenit Toplam
Gecikme (ZTD) ve Eğim Toplam Gecikme (STD) verileri, radyosonda ve sayısal hava
tahmin (SHT) verileri gibi bağımsız teknikler ile karşılaştırılmıştır.
17030 istasyon numaralı Samsun radyosonda ile SAME GNSS-PWV radyosondaya
göre ±2 mm doğrulukta elde edilmiştir. SHT ve deneysel model ile GNSS-PWV
doğrulukları ±1.5 mm ila ±3.7 mm arasındadır. RS-PWV verilerine göre, meteorolojik
verilerin enterpolasyonu ile ±3.5 mm, GPT3 deneysel troposfer modeli ile ±4.5 mm ve
ERA5 SHT verisi ile ±20 mm GNSS-PWV doğruluğunda elde edilmiştir. Samsun RSZTD'ye göre SAME GNSS-ZTD ±4.71 mm ve SAME-GOP-TropDB-ZTD ±7.56 mm
doğrulukta elde edilmiştir. STD verilerini kıyaslamak için 5 derece eğim açısı ve Viyana
izdüşüm fonksiyonu kullanılmıştır. STD Sonuçları Samsun RS referans alınarak
kıyaslanmıştır. SAME STD değerleri ±4.73 mm, gradyan izdüşüm fonksiyonu katsayısı
(mfg) eklenen SAME-CHHR STD değerleri ±4.07 mm ve SAME-GOP-TropDB STD
değerleri ±8.87 mm olarak elde edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: GNSS Meteorolojisi, Zenit Toplam Gecikmesi, Zenit Islak
Gecikmesi, Eğim Toplam Gecikme, Eğim Islak Gecikme, Yağışa
Dönüşebilir Su Buharı, Sayısal Hava Tahmin Modeli, Deneysel
Model

Abstract:
In this study, water vapor distributions were obtained by establishing GNSS test
network in the vicinity of Samsun radiosonde (RS) station and in the Eastern Black Sea
Region, which was most affected by heavy rainfall and flooding. Predictable water vapor
(PWV), Zenit Total Delay (ZTD) and Slant Total Delay (STD) were calculated and
compared with RS and numerical weather prediction (NWP).
SAME-GNSS-derived PWV estimates are validated against 17030 Samsun
radiosonde station observations with the accuracy of ±2 mm. NWP and experimental
model PWVs compared to GNSS range from ±1.5mm to ±3.7mm. GNSS-PWV accuracy
was obtained ±3.5mm with the interpolation of meteorological data, ±4.5mm with the
GPT3 emprical model, and ±20mm with the ERA5 NWP data compared to RS-PWV.
According to Samsun RS-ZTD, SAME GNSS-ZTD ±4.71mm and SAME-GOP-TropDBZTD ±7.56mm accuracy were obtained. Vienna mapping function and 5 degree elevation
angle were used to compare STD data. STD results were compared to RS-STD as the
referenced data. SAME-STD ±4.73mm, SAME-CHHR-STD with gradient mapping
function coefficient (mfg) added ±4.07mm and SAME-GOP-TropDB STD ±8.87mm
accuracy were obtained.
Keywords: GNSS Meteorology, Zenit total delay, Zenit Wet Delay, Slant Total Delay,
Slant Wet Delay, Predictable Water Vapour, Numerical Weather Model,
Empirical Model