Karadeniz'in firtinaliliğinda meydana gelen uzun dönemli değişimlerin i̇ncelenmesi, 1979-2019
Long-term variability of the Black Sea storminess, 1979-2019
Yazar: KADİR TAHTACI
Danışman: DOÇ. DR. BERNA AYAT AYDOĞAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kıyı ve Liman Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Deniz kıyıları = Sea coasts ; Fırtına = Storm ; Karadeniz = Black Sea

Özet:
Fırtınalar kıyı bölgelerini doğrudan etkileyen oldukça dinamik doğa olaylarıdır. Kıyı bölgelerdeki yapılar, plajlar ve denizcilik faaliyetleri fırtınalar nedeniyle zarar görmekte, bu zararlar sonucu maddi kayıpların yanında can kayıpları da meydana gelmektedir. Devam eden küresel iklim değişikliği fırtına karakteristikleri üzerinde etkili olmaktadır. Fırtınaların geleceğe dönük tahminleri, uzun dönemli veriler kullanılarak yapılabilmekte, bu sayede kıyı yapılarının tasarımı ve denizcilik faaliyetleri daha güvenli bir hale getirilebilmektedir. Bu çalışmada, Karadeniz kıyıları boyunca 1979-2019 yılları arasındaki deniz fırtınaları belirlenmiştir. Bunun için spektral dalga modelinden elde edilmiş saatlik verilerden oluşan zaman serileri kullanılmıştır. Tekil fırtınaların belirlenmesinde dalga yüksekliğinin ortalama dalga yüksekliğinin iki katını aştığı eşik değer dikkate alınmıştır. Böylece belirlenen yıllık fırtına sayıları, ortalama, toplam ve maksimum fırtına süreleri, fırtınların ortalama, ortalama pik ve maksimum dalga yükseklikleri elde edilmiştir. Bu parametrelerdeki uzun dönemli değişimlerin (artış ve azalma eğilimlerinin) belirlenmesi için Theil-Sen yöntemi ve belirlenen eğilimlerin anlamlılık düzeylerinin belirlenmesi için ise Mann-Kendall Testi kullanılmıştır. Analizler fırtınalılığın değişimdeki mevsimselliği ortaya koymak için aylık bazda ve yönsel farklılıkları belirlemek amacıyla yönsel bazda gerçekleştirilmiştir. Çalışmada ayrıca iklim uzun dönem salınım indekslerinin Karadeniz'in fırtınalılığı ile ilişkileri tespit edilmiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlar Karadeniz'in kuzeyindeki Odessa kıyısı ve Kırım Yarımadası'nın batısında fırtına sayılarında 2 adet/on yıl azalma, fırtınaların ortalama dalga yüksekliklerinde ise 1 cm/on yıl oranında artış olduğunu göstermiştir. Mevsimsel analizler Karadeniz'in batısında yaz sonu ve bahar başlangıcı dönemi (ağustos-ekim) fırtına parametrelerinin tümünde anlamlı artış eğilimi bulunduğunu ortaya koymaktadır. Yönsel analiz sonuçları Karadeniz'in güneyinde bulunan Sinop kıyılarında kuzeybatı yönlü fırtına sayılarının ve batı yönlü fırtına sürelerinin azaldığını, kuzey yönlü fırtınaların dalga yüksekliklerinin ise arttığını işaret etmiştir. Analizlerde dikkate alınan veri setinin uzunluğunun ve fırtına tanımında belirlenen eşik dalga yüksekliği değerinin sonuçları etkilediği görülmüştür. Karadeniz'de oluşan fırtınaların sayıları ve dalga yükseklikleri Karadeniz'in kuzey kıyılarında PNA ve AMO indeksleri ile %95 anlamlılıkta pozitif korelasyonlar göstermiştir.

Abstract:
Sea storms are highly dynamic natural phenomenon that directly affect coastal areas. Structures, beaches, and maritime activities in the coastal areas are damaged due to storms, and as a result of these damages, loss of life and property occur. Ongoing global climate change affects storm characteristics. Forecasts of storms can be made using long-term data, so that the design of coastal structures and maritime activities can be made safer. In this study, sea storms between 1979 and 2019 were identified along the Black Sea coast. For this aim, hourly time series obtained from the spectral wave model was used. In determining singular storms, the threshold value at which wave height exceeds twice the average wave height was taken into account. Thus, annual storm numbers, average, total, and maximum storm times, average, average peak and maximum wave heights of storms were obtained. Theil-Sen method was used to determine long-term changes (increase and decrease trends) in these parameters, and the Mann-Kendall test was used to determine the significance levels of the determined trends. Analyses were carried out on a monthly basis to determine the seasonality of storminess in change and on a directional basis to determine directional differences. The study also determined the relationship of climate long-term oscillation indices with the storminess of the Black Sea. The results of the study showed a 2 nr/decade decrease in storm numbers on the coast of Odessa and the west of the Crimean Peninsula in the north of the Black Sea, and a 1cm/decade increase in the average wave heights of storms. Seasonal analyses revealed that there is a statistically significant upward trend in all storm parameters in the late summer and early spring period (August-October) in the western Black Sea. The results of the directional analysis showed that the number of Northwesterly storms and Westerly storm durations decreasing along the coast of Sinop, which is located at the southern Black Sea, while the wave heights of Northerly storms increasing. It is seen that the length of the data set considered in the analyses, and the threshold wave height value determined in the storm definition affected the results. The number of storms and wave heights in the Black Sea showed positive correlations with a confidence level of 95% or higher with PNA and AMO indices along the northern coastlines of the Black Sea.