İstanbul'daki iklim değişikliğinin kanıtı için hidrometeorolojik veriler ile eğilim analizi
Trend analysis of hydrometeorological data for evidence of climate change in Istanbul
Yazar: DİDEM ODABAŞI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. DİLEK EREN AKYÜZ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Şehirleşme ve nüfus hızla artmakta, dolayısıyla sanayide ve tarımda kullanılan su miktarı da artmaktadır. Buna karşın, dünyada bulunan su miktarı sabittir. Bu sınırlamaya bir de iklim değişikliğinin eklenmesiyle, kuraklık ve taşkın gibi ekstrem olaylar daha sık ve beklenmedik şekilde meydana gelmekte ve su kaynaklarını doğrudan etkilemektedir. Bu yüzden su kaynaklarının sürdürülebilir bir şekilde yönetilmesi için iklim değişikliğinin tanımlanması ve derecelendirilmesi gereklidir. Üstelik ülkemizde coğrafi konumundan dolayı dört mevsim yaşandığından, kısa ya da uzun süreli olası iklim değişikliğinin su kaynaklarına etkisinin belirgin olması beklenmektedir.
Bu tez çalışmasında, Marmara Bölgesi'nde yer alan İstanbul'da bulunan yetmiş iki istasyona ait günlük toplam yağış, günlük minimum, ortalama ve maksimum hava sıcaklık verileri Devlet Meteoroloji İşleri'nden (DMİ) alınarak ön analize (homojenlik ve süreklilik) tabi tutulmuştur (EK 1). Bu analiz sonucunda; sıcaklık verileri için sekiz ölçüm istasyonunun (Bahçeköy, Florya, Göztepe, Kartal, Kireçburnu, Kumköy, Çatalca Radar ve Şile), yağış verileri için ise yedi ölçüm istasyonunun (Bahçeköy, Florya, Göztepe, Kartal, Kireçburnu, Kumköy ve Şile) verilerinin kullanılmasına karar verilmiştir. Bu istasyon verilerine parametrik olmayan testler (Mann-Kendall, Sen'in T Testi, Mevsimsel Mann-Kendall) ve parametrik test (lineer eğilim) uygulanması ile eğilimler belirlenmiştir.
Çalışma alanındaki günlük minimum, ortalama ve maksimum sıcaklık verilerine uygulanan testler; yıllık ortalama sıcaklığın istatistiksel olarak anlamlı pozitif bir eğilime sahip olduğunu göstermektedir. Sıcaklık verilerinin mevsimsel eğilimleri incelendiğinde; genel olarak sonbahar ve yaz mevsimlerinde sıcaklık artma eğiliminde iken; kış mevsiminde bazı istasyonlarda artış, bazı istasyonlarda azalma görülmüştür. Sıcaklığın yazın artması ve kışın azalmasıyla çölleşme etkisi meydana geleceğinden, erozyon da artış beklenmelidir (örneğin Kumköy). Bununla savaşmak için, bu istasyonların temsil ettiği alanlarda ağaçlandırmaya daha fazla önem verilmelidir. Göztepe, Kireçburnu, Kartal ve Florya istasyonlarına ait yıllık ortalama sıcaklıklarında, diğerlerine kıyasla daha büyük bir artış eğilimine sahip olduğu görülmüştür. Sıcaklık artışıyla, buharlaşma miktarı ve suyun sıcaklığı yükselecektir. Dolayısıyla, suyun kalitesi ve miktarı azalacaktır. Bu sebeple, su yönetim planlamasında bu istasyonlara öncelik verilmesi gereklidir.
Yağış parametresi için yedi istasyonun sonuçları mevsimsel bazda incelendiğinde, kış mevsimi için en fazla artış eğiliminin Bahçeköy ve Şile ölçüm istasyonlarında; sonbahar mevsimi için ise Kireçburnu, Kumköy ve Bahçeköy istasyonlarında gözlemlendiği sonucuna ulaşılmıştır. İlkbahar ve yaz mevsimleri için anlamlı sonuçlar bulunamamıştır. Ancak sonuçlar yıllık bazda incelendiğinde; yağış parametresi açısından Kireçburnu ve Göztepe istasyonlarında artış eğilimi gözlenmiştir. Hem sıcaklığın hem de yağış miktarının anlamlı arttığı bu iki istasyonda (Kireçburnu ve Göztepe) su planlamasına daha fazla önem verilmesi gerekmektedir. Bu durum, taşkın planlaması ve yıl içi planlamayla (örneğin ufak göletlerle veya barajların efektif kullanımıyla) olası su problemleri aşılabilir.
Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar; kuraklık, taşkın, erozyon ve çölleşmeyi şiddetlendiren iklim değişikliği için tedbirlerin nerelerde ivedilikle alınması gerektiğini göstermektedir. Böylece iklim değişikliğinin olumsuz etkileri yönetilebilir. Taşkın risk haritalaması, taşkın geciktirme havuzlarının ve küçük lokal su rezervuarların tasarlanması, ağaçlandırma, suyun bilinçli ve geri dönüştürülerek kullanımının yaygınlaştırılması ve suyun sürdürülebilir maksimum fayda sağlanacak şekilde kullanımının planlanması ile oluşabilecek bu olumsuz etkiler azaltılabilir.

Abstract:
The rapid increase of the urbanization and population directly affects the usage of the water resources used in agriculture and industry. Although, the amount of the water in the world is constant. Because of the climate change, extreme events such as droughts and floods occur more frequent and unexpectedly so, directly affect the water resources. That's why the identification and rating of the climate change is required for the water resources to be managed in a sustainable manner. By virtue of our country experiences four seasons because of its' geographical position, short or long term climate change is expected to have significant impact on the water resources.
In this thesis, pre-analysis (homogeneity and continuity) is made by using daily total precipitation, daily minimum, mean and maximum air temperature data for seventy-two stations located in Istanbul in Marmara Region that received from General Directorate of State Meteorology (DMI) (Annex 1). As a result of this analysis; eight gauging stations (Bahcekoy, Florya, Goztepe, Kartal, Kirecburnu, Kumkoy, Catalca Radar and Sile) for the temperature data and seven gauging stations (Bahcekoy, Florya, Goztepe, Kartal, Kirecburnu, Kumkoy and Sile) for the precipitation data have been selected to use. The trends are determined by applying parametric (linear regression) and non-parametric (Mann-Kendall, Sen's T Test, Seasonal Mann-Kendall) tests on these datasets.
According to results of the tests which were applied to daily minimum, mean and maximum air temperature; the average annual temperature has a statistically significant positive trend. When the seasonal trends of temperature data are analyzed; air temperature shows upward trend in summer and autumn. However, in winter some stations show upward trends and some stations are on the contrary. Desertification may occur with both the increase of the summer temperature and the reduction of the winter temperature. So, we expect an increase of the erosion in the stations (e.g. Kumkoy). To struggle this, we should give more importance to afforestation on these regions. Mean annual air temperatures of Goztepe, Kirecburnu, Kartal and Florya show a greater tendency to increase compared to others. As a result of the increase of the air temperature; evaporation and the water temperature will increase too. And then, water quality and water amount will reduce. Therefore, we must give priority on these stations for water management planning.
The results of seasonal Mann-Kendall test for the precipitation of the seven stations show that; Bahcekoy and Sile stations have the maximum upward trend for the winter season and for the autumn Kirecburnu, Kumkoy ve Bahcekoy stations have the maximum upward trend. There are no significant consequences for spring and summer. However, Kirecburnu and Goztepe stations have the upward trend when the results are analyzed on an annual basis. These two stations (Kirecburnu and Goztepe) needed more importance to water planning because they have significantly upward trends in both temperature and precipitation. Flood planning and inter-annual planning for water resources can be overcome these potential water problems (e.g. the effectively usage of dams or small ponds).
The obtained results in this study suggest where we immediately should take measures for the climate change that exacerbates droughts, floods, erosion and desertification. So, the negative effects of climate change can be managed. With flood risk mapping, design of flood delay pools and small local water reservoirs, afforestation, generalization of consciously water utilize and planning for sustainable water ensures maximum benefit may help to reduce these negative effects.