Saat: 14:00 – 15:00, 11 Mayıs 2017 - Bilecik ÖRNEKLERLE Sinoptik Klimatoloji, İklim Dinamiği ve İklim Değişikliklerine İlişkin Yeni Klimatolojik Eğilimler Prof. Dr. Murat TÜRKEŞ (Fiziki Coğrafya ve Jeoloji - Klimatoloji ve Meteoroloji) Boğaziçi Üniversitesi İklim Değişikliği ve Politikaları Uygulama ve Araştırma Merkezi Yönetim Kurulu Üyesi Saat: 14:00 – 15:00, 11 Mayıs 2017 - Bilecik

Amaç Sinoptik Klimatoloji, İklim Dinamiği, İklim Değişikliği ve Değişkenliği (geçmiş, günümüz ve gelecek, küresel ve bölgesel, vb.) çalışmalarında dikkate alınan «başlıca araştırma konuları ile yöntem ve tekniklerini»; Coğrafya Bölümleri ile Fiziki Coğrafyacıların ve Coğrafya kökenli klimatolog/meteorologların «Coğrafi Yaklaşımlarını», dünyadan ve Türkiye’den «en iyi örnekler» yardımıyla ortaya koymak… Ve –zaman kalırsa- biraz da, Coğrafya Bölümleri, Coğrafyacılar ve Coğrafya/Coğrafyacı Mesleki Yeterlilikler üzerinde durmak!…

(1) SİNOPTİK KLİMATOLOJİ, İKLİM DİNAMİĞİ, İKLİM DEĞİŞİKLİĞİ VE DEĞİŞKENLİĞİ ÇALIŞMALARINDA BAŞLICA ARAŞTIRMA KONU, YÖNTEM VE TEKNİKLERİ

KLİMATOLOJİ ÇALIŞMALARINDA BAŞLICA ARAŞTIRMA KONU, YÖNTEM VE TEKNİKLERİ - 1 1) Genel Klimatoloji Çalışmaları: Orijinal ve/ ya da hesaplanmış değerlerin ve indislerin, ortalamalarına, değişkelerine, değişim katsayılarına, sıklık dağılımlarına dayalı, olasılık, alansal dağılış ve yıl içindeki değişim, hava tipi vb. çalışmaları. 2) Rasgelelik Sınamaları ile İstatistiksel ve Klimatolojik Anlam Çıkarma Çalışmaları: İklimsel, atmosferik ve hidrolojik dizilerdeki uzun süreli değişimleri incelemeye ve/ya da aramaya yönelik bu tür çalışmalarda, dizilerdeki rasgeleliğin ana alternatiflerini, aşağıdaki değişim tipleri oluşturur: i. Düşük sıklıklı dalgalanmalar ve yüksek sıklıklı salınımlar; ii. Periyodiklik (dönemsellik); iii. Trend (eğilim); iv. Basamak biçimli değişiklikler ya da sıçramalar, vb.

KLİMATOLOJİDE BAŞLICA ARAŞTIRMA KONU, YÖNTEM VE TEKNİKLERİ - 2 3) Uzun Süreli İklimsel Değişimlerin Gerçek Nedenlerine İlişkin Çalışmalar: (a) Yerel Etmenlere İlişkin: Yerküre yüzeyinin doğal özelliklerindeki değişiklikler (bitki örtüsü, toprak ve drenajdaki değişiklikler; ormansızlaşma, ormanlaştırma ve yeniden ormanlaştırma; İnsan etkinlikleri ve yapıları (binalar ve su yapıları, sulama etkinlikleri); Şehirleşme; Sanayileşme; Öteki etmenler.

KLİMATOLOJİDE BAŞLICA ARAŞTIRMA KONU, YÖNTEM VE TEKNİKLERİ - 3 (b) Doğrudan ya da Dolaylı İklimsel Etmenlere İlişkin: Atmosfer dolaşımındaki değişiklikler ve değişimler; Okyanus dolaşımındaki değişiklikler ve değişimler; Küresel albedo, kar, deniz buzu ve buzul örtüsündeki değişiklikler; Atmosferin kimyasal bileşimindeki değişiklikler (CO2, N2O, CH4, aerosoller, kloroflorokarbonlar, vb.) (İNSAN KAYNAKLI İKLİM DEĞİŞİKLİĞİ – KÜRESEL İKLİM DEĞİŞİKLİĞİ YA DA KÜRESEL ISINMA…); Dışsal –uzaya ilişkin- değişiklikler (Güneş sabiti, Güneş lekeleri, Orbital zorlama(lar), vb.); Öteki etmenler.

KLİMATOLOJİ ÇALIŞMALARINDA BAŞLICA ARAŞTIRMA KONU, YÖNTEM VE TEKNİKLERİ - 4 4) Nedensellik ile alansal-zamansal dağılış, değişkenlik ve ilişkileri sorgulayan «Çok Değişkenli Sinoptik ve Dinamik Klimatoloji Çalışmaları ve İstatistiksel Çözümlemeler»: Bir coğrafi alan birimindeki iklim özellik ve koşulları ile iklim değişikliği ve değişkenliğinin atmosferik denetleyici ya da sürücü güç ve etmenlerinin belirlenmesini amaçlayan teknik ve yöntemler.

KLİMATOLOJİ ÇALIŞMALARINDA BAŞLICA ARAŞTIRMA KONU, YÖNTEM VE TEKNİKLERİ - 5 Kısaca: Çeşitli kompozit analiz (birleşik çözümleme) teknikleri; Periyodiklik ve Otokorelasyon Spektral Çözümleme yöntem ve teknikleri; Çoklu korelasyon ve regresyon yöntem ve sınamaları; «Ampirik Ortogonal Fonksiyon (EOF)» olarak da bilinen Temel Bileşenler Analizi (TBÇ ya da PCA) ve Faktör Analizi; Kümeler Arası İlişki Çözümlemesi (Kanonik Analiz); Yapay Sinir Ağları (ANN) çözümleme teknikleri, vb…

Temel Bileşenler Analizi: KLİMATOLOJİ ÇALIŞMALARINDA BAŞLICA ARAŞTIRMA KONU, YÖNTEM VE TEKNİKLERİ - 6 Temel Bileşenler Analizi: Temel bileşenler analizi (PCA), orijinal p değişkeninin varyans yapısını daha az sayıda ve bu değişkenlerin doğrusal bileşenleri olan yeni değişkenlerle ifade etme yöntemidir. Başka bir deyişle; Aralarında korelasyon (ilişki, bağ) bulunan p sayıda değişkenin açıkladığı yapıyı, aralarında korelasyon bulunmayan ve sayıca orijinal değişken sayısından daha az sayıda (p > k) orijinal değişkenlerin doğrusal bileşenleri olan değişkenlerle ifade etme yöntemine PCA denir.

KLİMATOLOJİ ÇALIŞMALARINDA BAŞLICA ARAŞTIRMA KONU, YÖNTEM VE TEKNİKLERİ - 7 Temel Bileşenler Analizi: PCA’nın üç temel amacı vardır: 1. Verilerin boyutunu azaltmak, 2. Kestirimde bulunmak (öngörmek), 3. Veri setini, bazı analizler için görüntülemek. PCA uygulama süreci sonunda, söz konusu p boyutlu uzayın gerçek boyutu belirlenir. Bu gerçek boyuta temel bileşenler adı verilir. Temel bileşenlerin başlıca üç özelliği vardır: 1. İlişkisizdir. 2. Birinci temel bileşen toplam değişkenliği en çok açıklayan değişkendir. 3. Bir sonraki temel bileşen kalan değişkenliği en çok açıklayan değişkendir.

KLİMATOLOJİ ÇALIŞMALARINDA BAŞLICA ARAŞTIRMA KONU, YÖNTEM VE TEKNİKLERİ - 8 Kümeler Arası İlişki Çözümlemesi (Kanonik Analiz) : Kanonik korelasyon analizi, p ve q > 1 olmak üzere; birinci değişken setinde p ve ikinci değişken setinde de q adet (q = p) değişken (özellik) olduğunda, bu iki değişken seti arasındaki kombinasyonları (birleşim) alarak bunlar arasındaki istatistiksel ilişkiyi hesaplar. Bu şekilde hesaplanan ilişkilere kanonik korelasyon, değişkenlerin doğrusal birleşimlerinden oluşan yeni değişkenlere de kanonik değişkenler adı verilir. Kanonik değişken çiftleri arasındaki kanonik korelasyonlar, birbirinden bağımsız olacak şekilde hesaplanır. Kanonik çözümlemenin yapılabilmesi için veri setinde bazı varsayımların sağlanması gerekmektedir. Bunlar: Özelliklerin çok değişkenli normal dağılım göstermesi; Özellikler arasında çoklu doğrusal bağlantının olmaması; Elde edilen sonuçların güvenilirliği için, örnek büyüklüğünün değişken sayısının 5 katı kadar olması.

KLİMATOLOJİDE BAŞLICA ARAŞTIRMA KONU, YÖNTEM VE TEKNİKLERİ - 9 5) Kümeleme (Cluster) Yöntem ve Teknikleri: Kümeleme, grupları kesin olarak bilinmeyen ya da gruplanmamış bir veri topluluğunu birbiriyle benzer alt kümelere ya da gruplara ayırmaya yardımcı olan çok değişkenli istatistiksel çözümleme tekniği… Bu teknik yaklaşık son 30 yıllık dönemde coğrafi (ör. klimatoloji, iklim değişikliği, biyocoğrafya; beşeri coğrafya ve dalları, vb.) ve tıbbi bilimler ile yer, atmosfer ve mühendislik bilimlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kümeleme yöntemleri: (a) Hiyerarşik ve (b) Hiyerarşik olmayan. En yaygın kullanılanlar hiyerarşik kümeleme teknikleridir (ör. Ward tekniği, vb.). Hiyerarşik olmayan kümeleme yöntemlerinin en yaygın biçimde kullanılarından biriyse k-ortalamalar tekniğidir.

KLİMATOLOJİDE BAŞLICA ARAŞTIRMA KONU, YÖNTEM VE TEKNİKLERİ - 10 6) İklim Modelleri ve Öngörüleri: Genel olarak: Genel Dolaşım Modelleri; Bölgesel İklim Modelleri; Ölçek Küçültme (istatistiksel ve dinamik); Sera gazı salımları senaryolarına dayalı iklim modellerinin ürettiği iklim öngörüleri (hava sıcaklığı, deniz seviyesi, yağış, toprak nemi, bulutluluk, rüzgar, yüzey akışı, vb.).

KLİMATOLOJİDE BAŞLICA ARAŞTIRMA KONU, YÖNTEM VE TEKNİKLERİ - 11 İklim modellemesi (model benzetimi) çeşitli fiziksel süreçlerdeki değişmeye ve zaman ölçeğine bağlı olarak, hava kestirimi /öngörüsünden farklılık gösterir. Örneğin, hava kestirimi yapılırken sera gazlarının atmosferdeki birikimleri sabit kabul edilirken, bu bir iklim modelinde çok önemli role sahiptir. En gelişmiş ve karmaşık olanları, Genel Dolaşım Modelleri’dir (GSM). En basit en temel iklim modelleri, sıfır ya da bir boyutlu enerji dengesi modelleridir. Temel modeller bilgisayar gücü açısından daha düşük bir kapasite gerektirir ve net formülasyonlar içerir; bu nedenle süreçler ya da parametreler arasındaki ilişkiyi ya da iklimi net olarak görmek mümkündür. Gelişmiş modeller basit modellere göre daha gerçekçidir; ancak bilgisayar gücü maliyeti daha yüksektir, çok daha fazla bağımsız değişkeni ve ilişkiyi içerir.

KLİMATOLOJİDE BAŞLICA ARAŞTIRMA KONU, YÖNTEM VE TEKNİKLERİ - 12 İklim Modellerinin Gelişme Süreci, Evrimi ve Sağlanan İlerlemenin Ana Bileşenleri: İklim modelleri, atmosfer, okyanus ve kara yüzeylerinin kar/buz örtüsü, buzullar, azot, karbon ve kimya vb. gibi çeşitli etkileşimlerini ve döngülerini benzeştirmek için nicel yöntemler kullanmaktadır. Bu modeller bugünkü ve gelecekteki hatta geçmişteki iklim koşullarını ve değişimlerini belirlemek ve iklim ile bağlantılı çok sayıda ve çeşitlilikteki konular üzerine araştırmalar yapılabilmesi amacıyla geliştirilmiştir. 1960'lar - Atmosfer 1980'ler - Atmosfer + Kara 1990'lar - Atmosfer + Kara + Okyanus 1990'lar - Atmosfer + Kara + Okyanus + Buz 2000'ler - Atmosfer + Kara + Okyanus + Buz + Kükürt 2000'ler - Atmosfer + Kara + Okyanus + Buz + Kükürt + Karbon 2000'ler - Atmosfer + Kara + Okyanus + Buz + Kükürt + Karbon + Kimya