Time Series Analysis And Forecasting For Air Pollution In Ankara: A Box-Jenkins Approach

Abstract

Despite the existing public and government measures for monitoring and controling of air quality in Ankara, in many regions, air quality is not satisfactory. In this paper, PM10 data obtained from Monitoring and controlling of air quality station of Environment and Urban Ministry in Ankara-Sıhhiye. PM10 is a mixture of solid particles and liquid droplets suspended in the atmosphere, which is an abbreviation of particulate matter. This representation contains many pollutants, such as fossil fuels, waste and secondary aerosols, dust and smoke. PM10 leads to many health problems including asthmaand premature death.Time series analysis was implemented to the PM10 data by using Box-Jenkins Methodology and the potential future value of PM10 was forecasted consequently in the future PM10 values will be as high as the past values in Sıhhiye, Ankara.

Ankara'daki Hava Kirliliği İçin Zaman Serileri Analizi ve Tahmin: Box-Jenkins Yaklaşımı

Öz

Ankara’nın pek çok semtinde hava kalitesi kontrol ve ölçüm istasyonları olmasına ve hava kalitesi ölçümüyle ilgili çalışmalar yapılmasına rağmen, hava kalitesi istenilen seviyelerde değildir. Bu çalışmada,Çevre ve Şehircilik Bakanlığının Ankara-Sıhhiye’deki hava kalitesi ölçüm istasyonundan alınan PM10 hava kirleticisine ait veriler incelenmiştir. PM10, atmosferde asılı duran katı partiküllerin ve sıvı damlacıkların bir karışımı olan partiküler maddenin kısaltmasıdır. Toz, duman, fosil yakıt artığı ve ikincil aerosoller gibi pek çok kirleticiyi içeren bu gösterim, astım ve erken ölümü de içeren pek çok sağlık sorununa neden olmaktadır. Bu PM10 verilerine Box-Jenkins Metodolojisi uygulanarak zaman serileri analizi yapılmış ve PM10 kirleticisinin gelecekte alacağı değerler tahmin edilmiştir. Gelecekte de PM10 hava kirleticisi değerinin Sıhhiye-Ankara’da yüksek olacağı sonucuna ulaşılmıştır.

References

1. Ankara Çevre ve Şehircilik İl Müdürlüğü-2013 Kentair Hava Kalitesi Değerlendirme Raporu (2013)
2. Anttila P. ve Tuovinen J.P., Trends of primary and secondary pollutant concentrations in Finland in 1994–2007, Atmopheric Environment Volume 44, Issue 1,January 2010, pp. 30-41
3. Bircan, H. ve Karagöz, Y. Box-Jenkıns Modelleri ile Aylık Döviz Kuru Tahmini Üzerine Bir Uygulama, Kocaeli Üniversitesi Sosyal BilimlerEnstitüsü Dergisi, (6) 2003/2 : 49-62
4. Bouhamra W.S. Abdul-Wahab S.A. (1999) Description of outdoor air quality in typical residential area in Kuwait Environmental Pollution, 105, 221-229
5. Box ve Jenkins:Time Series Analysis Forecasting and Control Lancester U.K., 1976.
6. Comrie, A.C., Diem, J.E. (1999), Climatology and forecast modeling of ambient carbonmonoxide in Phoenix, Arizona. Atmospheric Environment 33, 5023-5036
7. Çiçek İ, Türkoğlu N., Gürgen G. (2004), Ankara’da Hava Kirliliğinin İstatistiksel Analizi, Fırat Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, Cilt:14, Sayı:2, Sayfa:1-18, 2004.
8. Çuhadaroğlu B, Demirci E. (1997), Influence of some meteorological factors on air pollutio in Trabzon City. Energy and Building, 25, 179-184

9. Doğan F., Kitapçıoğlı G., Comparing Air Pollution In Izmir According to Years, Ege Journal of Medicine 46(3): 129- 133, 2007.
10. Durmaz,A., Doğu,G., Ercan, Y., Sivrioğlu, M. (1993) Ankara’da Hava Kirliliğinin Nedenlerinin Araştırılması ve Azaltılmasına Yönelik Önlemler, Nato Scientific Affairs Division, Ankara
11. Enders ,Walter, Applied Econometric Time Series,John Wiley and Sons,UK,1995.
12. Ivanov A.V., Voynikova D.S., Gocheva-Ilieva, G.S., Boyadzhiev D.T., Time series analysis and forecasting for air pollution in small urban area: an SARIMA and factor analysis approach, Stoch Environ Res Risk Assess, (2014) 28:1045–1060
13. Kayım, H., İstatiksel Ön Tahmin Yöntemleri, H.Ü. İkt.ve İdr. Bil. Fak.Yayınları, No:11, Ankara, 1985.
14. Lee S.J., Hajat S., Steer P.J., Filippi V., A Time-Series Analysis of Any Short-Term Effects of Meteorological and Air Pollution Factors on Preterm Births In London, UK, Enviromental Research, 106 (2008) 185-194
15. Mayer, H. (1999), Air pollution in cities. Atmospheric Environment, 33, 4029-4037
16. Özdemir, M. T., Ertaş, S., Desert dust transportation on particulate matter concentrations: A case study in Ankara. Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi. (2011); 68(1): 23 – 34.
17. Roberts S., Interactions between Particulate Air Pollution and Temperature in Air Pollution Mortality Time Series Studies, Enviromental Research, 96 (2004) 328-337
18. Santos J. M., De Souza J.B., Reisen V. A., Franco G. C., Principal components and generalized linear modeling in the correlation between hospital admissions and air pollution,Rev Saúde Pública, 2014, 48(3):451-458
19. Sungur, K. (1977), Ankara’da Hava Kirlenmesi Bakımından Isı Terselmesinin Rolü, İstanbul Üniversitesi Coğrafya Enstitüsü Dergisi, 22, 119-126.
20. Sungur, K., Gönençgil, B. (1997), Çeşitli İklim Elemanlarının Hava Kirliliği Üzerine Etkileri, Ankara Üniversitesi Türkiye Coğrafyası Araştırma ve Uygulama Merkezi Dergisi, 6, 337-345.
21. Wilson A.M., Wake C.P., Kelly T., Salloway J.C., Air Pollution Wheather and Respiratory Emergency Room Visits in Two Northern New England Cities: An Ecologic Time Series Study. Enviromental Research, 97 (2005) 312-321
22. Yalta, A. T. (2011), “Creative Commons Attribution-Non-Commercial ShareAlike 3.0 Unported” (CC BY-NC-SA 3.0) lisansı altında bir açık ders malzemesidir. Zaman Serileri Ekonometrisine Giriş Sürüm 2.0
23. Zhang F., Wang W., Lv J., Krafft T., Xu J. (2011) Time-series studies on air polllution and daily outpatient visit for allergic rhinitis in Beijing, China, Science of the Total Environment 409 (2011) 2486-2492