Meteoroloji 16. (Iğdır) Bölge Müdürlüğü'ne bağlı havalimanlarının sis analizi
Fog analysis of airports of the 16th (Iğdır) Regional Directorate of Meteorology
Yazar: GÜLNEŞE UĞURLUEL
Danışman: PROF. DR. ALİ DENİZ ; DOÇ. DR. EMRAH TUNCAY ÖZDEMİR
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Atmosfer Bilimleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Meteoroloji = Meteorology
Dizin: Havacılık sektörü = Aviation sector ; Iğdır = Iğdır ; Sis = Fog ; İstatistiksel analiz = Statistical analysis

Özet:
Teknolojik gelişmeler son yıllarda hızlı bir ivme kazanmış durumdadır. Bu gelişmeler enerji, sağlık, otomotiv, bilişim teknolojileri, inşaat, havacılık vs. olmak üzere pek çok sektörü kapsamaktadır. Havacılık sektörü açısından bakılacak olunursa teknolojik gelişmelerin en çok yaşandığı sektörlerin başında gelmektedir. Havacılık sivil ve askeri havacılık olacak şekilde iki farklı kategoriye ayrılmaktadır. Teknolojik gelişmeler özellikle sivil havacılığın daha popüler olmasına büyük katkı sağlamaktadır. Sivil havacılık içerisinde de özellikle havayolu şirketlerine ait tarifeli uçuşlar, teknolojik gelişmelere paralel olarak her geçen gün daha da çok yolcu tarafından tercih edilmektedir. Yolcuların havayolunu tercih etmesi, havayolu şirketlerinin de kendilerini geliştirmesine yönelik kararlar almasında etkili olan sebeplerden biridir. Havayolu şirketlerinin almış olduğu kararlardan en önemlisi öncelikle uçuş güvenliğini sağlamaktır. Ayrıca uçuş güvenliğine ek olarak ticari hedeflerini koruyacak şekilde daha fazla yatırım yapmak ve kar oranında büyük artışların elde edilmesini sağlayacak önlemler almak da yine havayolu şirketlerinin almış olduğu kararlardandır. Havayolu şirketleri hem uçuş güvenliği açısından hem de ticari hedefler açısından uçuşların kaza, kırım, gecikme veya ertelenme gibi problemlerle karşılaşmaması için çeşitli önlemler almaktadır. Bu aşamada öncelikle probleme sebep olan etmenin tespiti ve o probleme yönelik önlemler alınması büyük önem taşımaktadır. Bu problemler teknik arızalardan kaynaklı, uçuş mürettebatından kaynaklı, iletişimden kaynaklı, bakımdan kaynaklı veya meteorolojik şartlardan kaynaklı olacak şekilde pek çok etmene bağlı olabilir. Özellikle kötü meteorolojik şartlar uçuş operasyonlarını büyük oranda etkilemektedir. Uçuş güvenliğini tehdit eden meteorolojik hadiselerden başlıcaları kül bulutu, buzlanma, şiddetli yağış, yıldırım çarpması, gök gürültülü fırtınalar, türbülans, rüzgar kayması, şiddetli rüzgar ve sis olarak belirtilebilir. Tüm bu hadiseler içerisinde en tehlikelilerinden biri sis hadisesidir. Bu tezde de sis hadisesi üzerine çalışılmıştır.
Havalimanlarında meydana gelen sis hadisesi uçuşun kaza veya kırımla sonuçlanması gibi çok ciddi durumlara yol açabilmektedir. Sisli bir havadaki uçuş operasyonu kaza veya kırımla sonuçlanmasa bile uçuşun iptal edilmesi, ileri bir saate ertelenmesi veya başka bir havalimanına yönlendirilmesi gibi durumlara neden olabilmektedir. Tüm bu durumlar hem yolcular hem de havayolu şirketleri açısından oldukça dezavantaj yaratmaktadır. Yolcular bakımından vakit kaybı olurken; havayolu şirketleri açısından çok büyük maddi kayıplara yol açmaktadır.  Özellikle başka bir havalimanına yönlendirilen uçuş, havayolu şirketi açısından çok büyük yakıt kaybı ve dolayısıyla çok büyük maddi zarar demektir.
Türkiye'de pek çok havalimanında sis hadisesi gözlemlenmekte ve uçuş operasyonları bu yüzden sıkıntı yaşamaktadır. Özellikle Türkiye'nin doğusu ve kuzeydoğusunda kışın meydana gelen sis hadisesi uçuşların ertelenmesindeki veya başka bir havalimanına yönlendirilmesindeki en temel sebeptir. Başka bir havalimanına yönlendirilen uçuş daha fazla problemi beraberinde getirmektedir. Çünkü başka bir havalimanına yönlendirildiği zaman yakıt kaybının yanı sıra havayolu trafiğini olumsuz etkilemesi ve dolayısıyla o havalimanında çalışan personel içide ekstra bir stres doğurması bakımından da ön plana çıkmaktadır.
Bu çalışmada Türkiye'nin kuzeydoğusunda bulunan ve Meteoroloji 16. (Iğdır) Bölge Müdürlüğü'ne  bağlı olan Iğdır Şehit Bülent Aydın havalimanı (ICAO Kodu: LTCT), Kars Harakani havalimanı (LTCF) ve Ağrı Ahmed-i Hani havalimanı (LTCO) için 2011-2020 yılları arasındaki 10 yıllık periyodu kapsayacak şekilde havalimanlarının sis karakteristiğini açıklamak hedeflenmiştir. Bu hedef doğrultusunda sis ile ilgili bir takım analizler ve sınıflandırmalar yapılmıştır. Analizler ve sınıflandırmalar yapılmadan önce sis hadisesini ve sis tiplerinin özelliklerini daha net açıklamak amacıyla geniş çaplı literatür araştırması yapılmıştır. 
Ardından çalışmada kullanılan havalimanlarına ait teknik bilgilere yer verilmiştir. Bu teknik bilgilere Devlet Hava Meydanları İşletmesi ve Meteoroloji Genel Müdürlüğü sayfasından ulaşılmıştır. Yöntem kısmında sis analizi ve sınıflandırılmasında kullanılan metodlara yer verilmiştir. Sis analizindeki başlıca yöntem sis tanımının temel alınmasıdır. Sis tiplerinin sınıflandırılmasında ise kullanılan yöntemler sisin görüş mesafesine göre sınıflandırılması, sisin sıcaklığa göre sınıflandırılması, sisin havacılık raporlarındaki kriterlere göre sınıflandırılması ve sisin birincil fiziksel oluşum mekanizmasına göre sınıflandırılması olacak şekilde dört yöntem altında incelenmiştir.  Daha sonra analiz kısmına geçilmiştir. 
İstatistisel analizler kısmında detaylı bir şekilde bir çok analiz yapılmıştır Bu analizler; sisli günlerin yıllık dağılımı analizi, sisli günlerin aylık dağılımı analizi, sisli günlerin mevsimsel dağılımı analizi, sisli rasatların saatlik dağılımı analizi, sisli rasatların rüzgar yönü analizi, sisli rasatların rüzgar hızı analizi, sisli rasatların hakim rüyet analizi, sisli rasatların RVR (Runway Visual Range) analizi, sisli rasatların bulut analizi, sisli rasatların basınç analizi, sisli rasatların sıcaklık analizi ve sisli rasatların sıcaklık çiy noktası yayılımı (TDS- Temperature Dewpoint Spread) analizidir. İstatistiksel analizlerden sonra sis tipleri analizlerden elde edilen sonuçlar ve daha önce belirtilen yöntemler kullanılarak sınıflandırılmıştır. Sis tiplerinin sınıflandırılması dört alt başlık altında incelenmiştir. Bunlar; görüş mesafesine göre sis tiplerinin yoğunluğunun sınıflandırılması, sıcaklığa göre sis tiplerinin sınıflandırılması, havacılık raporlarındaki kriterlere göre sis tiplerinin sınıflandırılması ve birincil fiziksel oluşum mekanizmasına göre sis tiplerinin sınıflandırılması şeklindedir. 
Yapılan tüm istatistiksel analizlere göre incelenen periyot boyunca Iğdır Şehit Bülent Aydın havalimanında sisli gün sayısı 41; ortalaması 5,125 gün, Kars Harakani havalimanında sisli gün sayısı 296; ortalaması 29,6 gün ve son olarak Ağrı Ahmed-i hani havalimanında sisli gün sayısı 464; ortalaması 46,4 gün olarak tespit edilmiştir. Her üç havalimanı için en sisli ay Aralık ayı ve en sisli mevsimde kış mevsimidir. Sis hadisesi Iğdır Şehit Bülent Aydın havalimanında ve Ağrı Ahmed-i Hani havalimanında 06.50 UTC (Coordinated Universal Time) de en fazla gözlemlenirken; Kars Harakani havalimanında 05.50 UTC de en fazla gözlemlenmiştir. Analizler sonucunda rüzgar hızı analizi, basınç analizi ve sıcaklık çiy noktası yayılımı analiziyle ilgili ekstrem değerler tespit edilmiştir. Rüzgar hızı analize göre Iğdır Şehit Bülent Aydın havalimanı için 20 ve 25 Kt, Kars Harakani havalimanı için 16 Kt ve Ağrı Ahmed-i Hani havalimanı için 26 Kt ekstrem rüzgar değerleri tespit edilmiştir. Basınç analizine göre Iğdır Şehit Bülent Aydın havalimanında 999 hPa, Kars Harakani havalimanında 1001 hPa ve Ağrı Ahmed-i Hani havalimanında 997 hPa basınç değerleri tespit edilerek, alçak basınç merkezlerindeki sisin varlığı ispatlanmıştır. Sıcaklık çiy noktası yayılımı analizine göre de Ağrı Ahmed-i Hani havalimanı için 4-5 ve 6 °C'de ekstrem TDS değerleri tespit edilmiştir. 
Sis tipi sınıflandırılmasına göre Iğdır Şehit Bülent Aydın havalimanında ve Kars Harakani havalimanında sırasıyla % 42,61 ve %60,26 oranında orta yoğunlukta sis öne çıkarken; Ağrı Ahmed-i Hani havalimanında %44,39'luk oranla zayıf yoğunlukta sis öne çıkmaktadır. Sıcaklığa göre sis tipi sınıflandırması sonucunda sadece Kars Harakani havalimanında ve Ağrı Ahmed-i Hani havalimanında buz sisi tespit edilirken; her üç havalimanı için soğuk sis baskın olarak tespit edilmiştir. Son olarak, Tardif ve Rasmussen'in sis tipi sınıflandırma algoritması kullanılarak sisler birincil fiziksel oluşum mekanizmasına göre sınıflandırılmıştır. Bu sınıflandırma sonucunda Iğdır Şehit Bülent Aydın havalimanında %39,02'lik oranla en fazla yağış sisi tespit edilirken; Kars Harakani havalimanında ve Ağrı Ahmed-i Hani havalimanında sırasıyla %33,11 ve %58,84'lük oranla en fazla rasyasyon sisi tespit edilmiştir.

Abstract:
Technological developments have gained rapid momentum in recent years. These developments include energy, health, automotive, information technologies, construction, aviation, etc. encompasses many sectors. From the point of view of the aviation sector, it is one of the sectors where technological developments are experienced the most. Aviation is divided into two different categories, civil and military aviation. Technological developments make a great contribution to the popularity of civil aviation in particular. In civil aviation, especially scheduled flights belonging to airline companies are preferred by more and more passengers every day in parallel with technological developments. The fact that passengers prefer the airline is one of the reasons that are effective in making decisions for airline companies to improve themselves. The most important decision taken by airline companies is primarily to ensure flight safety. In addition to flight safety, it is also one of the decisions taken by airline companies to make more investments in order to protect their commercial targets and to take measures to ensure large increases in profit rate. Airline companies take various measures to prevent flights from encountering problems such as accidents, crashes, delays or delays, both in terms of flight safety and commercial targets. At this stage, it is of great importance to first determine the factor that causes the problem and to take measures for that problem. These problems can be caused by many factors such as technical malfunctions, flight crew, communication, maintenance or meteorological conditions. Especially bad meteorological conditions greatly affect flight operations. The main meteorological events that threaten flight safety are ash cloud, icing, heavy precipitation, lightning strikes, thunderstorms, turbulence, wind shear, strong wind and fog. Among all these events, one of the most dangerous is the fog event. In this thesis, the fog phenomenon has been studied.
Fog incident at airports can lead to very serious situations such as the flight resulting in an accident or a crash. Even if the flight operation in foggy weather does not result in an accident or a massacre, it may cause situations such as canceling the flight, delaying it to a later hour, or diverting it to another airport. All these situations create a disadvantage for both passengers and airline companies. While it is a waste of time for passengers; It causes huge financial losses for airline companies. In particular, a flight diverted to another airport means a great loss of fuel for the airline company and therefore a great financial loss.

Fog is observed at many airports in Turkey and flight operations are experiencing difficulties because of this. Especially in the east and northeast of Turkey, the fog event that occurs in winter is the main reason why flights are delayed or diverted to another airport. A flight diverted to another airport brings with it more problems. Because when it is diverted to another airport, it comes to the fore in terms of fuel loss as well as negatively affecting airline traffic and thus creating extra stress for the personnel working at that airport.
In this study, Iğdır Şehit Bülent Aydın airport (ICAO Code: LTCT), Kars Harakani airport (LTCF) and Ağrı Ahmed-i Hani airport (LTCO) located in the northeast of Turkey and affiliated to the 16th (Iğdır) Regional Directorate of Meteorology were investigated in 2011. A number of analyzes and classifications have been made about fog, covering the 10-year period between 2020. Before the analyzes and classifications are made, a large-scale literature search has been carried out in order to more clearly explain the characteristics of the fog event and the characteristics of the fog types. Then, the technical information of the airports used in the study is given. This technical information was obtained from the page of the State Airports Authority and General Directorate of Meteorology. In the method section, the methods used in fog analysis and classification are given. The main method in fog analysis is based on the fog definition. The methods used in the classification of fog types were examined under four methods: classification of fog according to visibility distance, classification of fog according to temperature, classification of fog according to the criteria in aviation reports and classification of fog according to the primary physical formation mechanism. Then it was passed to the analysis part. 
The data used in the analysis part are the data obtained from METAR (Aviation Routine Weather Report) and SPECI (Aviation Selected Special Weather Report) observations. The data of the METAR and SPECI observations in the study, belonging to the years 2011-2015, consists of the data obtained by the VAISALA Branded AWOS (Automated Weather Observing System) device and these data were obtained from the General Directorate of Meteorology. Taken from Automated Surface Observing System (ASOS) in the Iowa Environmental Mesonet (IEM) database. The statistical analyzes in the study cover the 8-year period between 2013-2020 for Iğdır Şehit Bülent Aydın airport, and the 10-year period between 2011-2020 for Kars Harakani airport and Ağrı Ahmed-i Hani airport. Many analyzes were made in detail in the statistical analyzes section. Annual distribution analysis of foggy days, monthly distribution of foggy days, seasonal distribution of foggy days, hourly distribution of foggy observations, wind direction analysis of foggy observations, wind speed analysis of foggy observations, prevailing vision analysis of foggy observations, RVR (Runway Visual Range) of foggy observations analysis, cloud analysis of foggy observations, pressure analysis of foggy observations, temperature analysis of foggy observations and temperature dewpoint spread (TDS- Temperature Dewpoint Spread) analysis of foggy observations. After statistical analyses, fog types were classified using the results obtained from the analyzes and the previously mentioned methods. The classification of fog types is examined under four sub-headings. These; classification of fog types according to visibility distance, classification of fog types according to temperature, classification of fog types according to criteria in aviation reports and classification of fog types according to primary physical formation mechanism.
According to all statistical analyzes made, the number of foggy days at Iğdır Şehit Bülent Aydın airport during the period examined was 41; the average is 5,125 days, the number of foggy days at Kars Harakani airport is 296; an average of 29.6 days and finally 464 foggy days at Ağrı Ahmed-i hani airport; The average was found to be 46.4 days. For all three airports, the foggy month is December and the foggy season is winter. While the fog incident was observed the most at 06.50 UTC (Coordinated Universal Time) at Iğdır Şehit Bülent Aydın airport and Ağrı Ahmed-i Hani airport; It was observed the most at 05.50 UTC at Kars Harakani airport. As a result of the analysis, extreme values related to wind speed analysis, pressure analysis and temperature dew point spread analysis were determined. According to the wind speed analysis, extreme wind values of 20 and 25 Kt for Iğdır Şehit Bülent Aydın airport, 16 Kt for Kars Harakani airport and 26 Kt for Ağrı Ahmed-i Hani airport were determined. According to the pressure analysis, pressure values of 999 hPa at Iğdır Şehit Bülent Aydın airport, 1001 hPa at Kars Harakani airport and 997 hPa at Ağrı Ahmed-i Hani airport were determined to prove the presence of fog in low pressure centers. According to the temperature dew point spread analysis, extreme TDS values were determined for Ağrı Ahmed-i Hani airport at 4-5 and 6 °C.
According to the fog type classification, medium density fog stands out at the rate of 42.61% and 60.26%, respectively, at Iğdır Şehit Bülent Aydın airport and Kars Harakani airport; At Ağrı Ahmed-i Hani airport, a weak density of fog stands out with a rate of 44.39%. As a result of the fog type classification according to the temperature, ice fog was detected only at Kars Harakani airport and Ağrı Ahmed-i Hani airport; cold fog was dominant for all three airports. Finally, fogs were classified according to their primary physical formation mechanism using Tardif and Rasmussen's fog type classification algorithm. As a result of this classification, while the highest amount of precipitation fog was detected at the Iğdır Şehit Bülent Aydın airport with a rate of 39.02%; The highest amount of radiation fog was detected at Kars Harakani airport and Ağrı Ahmed-i Hani airport with a rate of 33.11% and 58.84%, respectively. In addition, evaporation fog was not observed at all three airports.