Hidroloji kaynaklı düşey yer değiştirmelerin GRACE çözümleriyle belirlenmesi: Türkiye örneği
Monitoring of hydrology-induced vertical displacements using GRACE solutions: A case study in Türkiye region
Yazar: BEYZA GÜNEY
Danışman: PROF. DR. CÜNEYT AYDIN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geomatik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry

Özet:
Yerin gravite alanı, yerin biçimine ve fiziksel yapısına ilişkin çeşitli bilgileri 
içermektedir. Gravite alanındaki zamansal değişimleri kullanarak gravite anomalisi 
değişimi, deniz yüzeyindeki değişim, hidrolojik değişim, hidroloji kaynaklı yer 
değiştirmeler gibi çeşitli jeopotansiyel değişimler belirlenebilir. Gravity Recovery 
and Climate Experiment (GRACE) ve Gravity Recovery and Climate Experiment 
Follow-On (GRACE-FO) ile, global olarak 2002 yılından günümüze kadar gravite 
alanı izlenebilmektedir. GRACE, hidrolojik değişimlere oldukça duyarlıdır. Bu 
sayede hem kıtalardaki su bütçesindeki değişimleri hem de okyanus tabanı 
değişimleri ve buzullardaki erime miktarları yüksek duyarlılıkla ortaya 
çıkarılabilmektedir. GRACE ile elde edilen Seviye 2 verisi olan küresel harmonik 
katsayılar ile su kaynaklı düşey yer değiştirmeler elde edilebilmektedir. Global 
Positioning System (GPS) ise yeryüzü üzerindeki noktaların yatay ve düşey 
hareketlerini milimetre seviyesinde izleyebilmemizi sağlamaktadır. Bu çalışmada, 
Türkiye geneline dağılmış sabit GPS istasyonlarından bazılarının düşey yer 
değiştirme zaman serileri ile bu noktalara ilişkin GRACE harmonik modellerinden 
elde edilen bir jeopotansiyel değişim olan su kaynaklı düşey yer değiştirme zaman 
serileri karşılaştırılmıştır. Birçok noktada GRACE zaman serilerinden elde edilen 
yıllık genlik ile GPS'den elde edilen yıllık genlik birbirine benzer bulunmuştur. 
GPS yıllık sinyali, GRACE sinyaline göre yaklaşık 3 ay gecikmeli elde edilmiştir. 
Bu sonuç, meydana gelen su değişiminin birçok noktada 3 ay sonra fiziksel yeryüzü 
üzerinde bir kara hareketi oluşturduğunu göstermektedir. Başka bir deyişle, yerin 
morfolojik özelliğine bağlı olarak GPS sinyali su değişimine bu kadar sürede tepki 
vermektedir. Bu çalışmada aynı zamanda harmonik katsayılardan elde edilen 
Eşdeğer Su Kalınlığı (EWT) ve düşey yer değiştirmeler arasında fonksiyonel bir 
ilişki kurulmuştur. GRACE Seviye 3 verisi olan Mascon çözümlerindeki EWT 
değerlerinden düşey yer değiştirmelerin bu bağıntıyla elde edilebilirliği
incelenmiştir.

Abstract:
The gravity field of the Earth contains various information about the shape and 
physical structure of the Earth. By using temporal changes in the gravity field, it is 
possible to obtain various geopotential changes such as gravity anomaly changes, 
changes in sea surface, hydrological changes, and hydrology-induced land 
movements. Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) has been 
globally monitored this variation since 2002. GRACE is highly sensitive to 
hydrological changes, allowing for the detection of changes in continental water 
budgets, ocean floor changes, and amounts of melting ice with high precision. The 
Level 2 data obtained with GRACE can be used to determine vertical displacements 
with spherical harmonic coefficients. The Global Positioning System (GPS) enables 
us to track both horizontal and vertical movements of points on the Earth's surface 
at the millimeter level. In this study, vertical displacement time series from certain 
fixed GPS stations distributed throughout Turkey were compared with vertical 
displacement time series derived from GRACE harmonic models related to these 
points. The amplitude of the annual change signal obtained from both GRACE and 
GPS time series was found to be similar at many points. The GPS annual signal was 
obtained approximately 3 months delayed compared to the GRACE signal. This 
result indicates that the water change at many points leads to a terrestrial movement 
on the physical Earth's surface after a delay of 3 months. In other words, the GPS signal 
responds to water changes with such a delay depending on the morphological 
characteristics of the location. This study also established a functional relationship 
between the Equivalent Water Thickness (EWT) obtained from the harmonic 
coefficients and vertical displacements. The feasibility of obtaining vertical 
displacements from EWT values in Mascon solutions, which are GRACE Level 3 
data, with this relation is analyzed.