The Albedo Awareness of Türkiye: Redesigning the Albedometer

Öz

The effects of global warming have become more visible due to the dry seasons. With this research, it was aimed to reveal the albedo awareness of our country and to provide data for future climate research. In addition, an alternative albedo meter design was presented and effectiveness was tested. For this purpose, first of all, the centers of 81 cities in our country were displayed with the Google Earth application and their photos were taken. These photographs are defined in five basic categories, taking into account the surfaces that are frequently seen in the bird’s eye view. Existing definitions are tabulated by comparison with annuals unshine duration. In addition, measurements were taken by designing albedo meter using Arduino Unoand solar panels. In the first part of our research, the experimental method was used in the analysis to determine the climate awareness and in the design of the albedo meter in the second part. The data related to the first part were made by two different students and rearranged according to their consensus and disagreement, and the results were described. The data for the second part were made by comparative analysis of the measurement results on White and black surfaces. As a result of the research, it has been determined that the albedo awareness of our country varies according to the provinces. It has been observed that the rate of our provinces with the highest number of sunny days is 11% and the use of White roofs on the roofs of some of the buildings in these provinces is not preferred. It has been determined that Antalya and Mugla are the provinces most exposed to solar radiation, but the awareness of albedo is low in these provinces. As a result of 10-minute measurements made on White and black surfaces with the designed albedometer, it was determined that the reflectivity of White surfaces was 849 units higher than that of black surfaces. Based on the research, it is recommended to increase the awareness of albedo in provinces with a high number of sunny days and more exposed to solar radiation, especially in the Mediterranean and South-eastern Anatolia Regions, and to increase the reflectivity of solar rays with the termochromic or photochromic materials on the roofs where solar energy is not utilized.

Anahtar Kelimeler

• Albedo
• Albedometer
• Albedo Awareness
• Reflectivity
• Global Climate Change

Türkiye’nin Albedo Farkındalığı: Albedometreyi Yeniden Tasarlamak

Öz

Günümüzde kurak geçen mevsimler sebebiyle küresel ısınmanın etkileri daha da görünür hale gelmiştir. Bu araştırma ile ülkemizin albedo farkındalığını ortaya koymak ve ileride yürütülecek iklim araştırmalarına veri sağlamak istenmiştir. Ayrıca alternatif bir albedometre tasarımı sunularak etkililiği test edilmiştir. Bu amaç doğrultusunda öncelikle Google Earth uygulaması ile ülkemizde yer alan 81 ile ait merkezler görüntülenerek fotoğrafları alınmıştır. Bu fotoğraflar kuş bakışı görüntüde sıklıkla görülen yüzeyler göz önüne alınarak temel beş kategoride tanımlanmıştır. Mevcut tanımlamalar yıllık güneşlenme süresiyle karşılaştırılarak tablolaştırılmıştır. Ayrıca ArduinoUno ve güneş panelleri kullanılarak albedometre tasarımı yapılarak ölçümler alınmıştır. Araştırmamızın ilk bölümünde ülkemizin albedo farkındalığını tespit etmek için inceleme ve ikinci bölümündeki albedometre tasarımında ise deneysel yöntem kullanılmıştır. Birinci bölüme ilişkin veriler iki farklı gözlemci tarafından yapılarak görüş birlikleri ve ayrılıklarına göre yeniden düzenlenmiştir ve sonuçlar betimlenmiştir. İkinci bölüme ilişkin veriler beyaz ve siyah yüzeylerde ölçüm sonuçlarının karşılaştırmalı analizi ile yapılmıştır. Araştırma sonucunda ülkemizin albedo farkındalığının illere göre değişmekte olduğu tespit edilmiştir. Güneşli gün sayısının en yüksek olduğu illerimizin oranının %11 olduğu ve bu illerimizdeki binaların bazılarının çatılarında beyaz çatı kullanımının tercih edilmediği görülmüştür. Güneş radyasyonuna en fazla maruz kalan illerimizin Antalya ve Muğla olduğu ancak bu illerimizde albedo farkındalığının düşük olduğu tespit edilmiştir. Tasarlanan albedometre ile beyaz ve siyah yüzeylerde yapılan 10 dakikalık ölçümler sonucunda beyaz yüzeylerin yansıtıcılığının siyah yüzeylere göre 849 birim daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Araştırmadan yola çıkarak özellikle Akdeniz ve Güney Doğu Anadolu Bölgelerinde yer alan Güneşli gün sayısı fazla olan ve Güneş radyasyonuna daha fazla maruz kalan illerde albedo farkındalığının artırılması ve çatılarda Güneş enerjisinden faydalanılmayan kısımlarda termokromik ya da fotokromik malzeme ile güneş ışınlarının yansıtıcılığının artırılması önerilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Albedo
• Albedometre
• Albedo Farkındalığı
• Yansıtıcılık
• Küresel İklim Değişikliği

Kaynakça

1. Akbari, H., Menon, S., Rosenfeld, A. (2009). “Global cooling: increasing world-wide urban albedostooffset CO2”. Climatic change, 94(3): 275-286.
2. Akbari, H., Matthews, H. D. (2012). “Global cooling updates: Reflective roofs and pavements”. Energy and Buildings, 55: 2–6. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.enbuild.2012.02.055
3. Demmig-Adams, B., Adams, W. W. (2000). “Harvesting sunlight safely”. Nature, 403(6768): 371–373. doi: http://dx.doi.org/10.1038/35000315.
4. Ersin, Ç. (2015). “Arduino mikrodenetleyici ve güneş enerjisi ile çalışan otomatik bitki sulama sistemi”. Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi. Isparta-Türkiye.
5. Google (2023). “Google Earth”. https://earth.google.com/web/
6. Halis, O., Gönençgil, B. (2022). “Edirne İlinin İklim Özellikleri, bölüm 4”. https://www.researchgate.net/publication/371001232_Edirne_Ilinin_Iklim_Ozellikleri_BOLUM_4
7. Karadoğan, S., Kavak, M. T. (2017). “Diyarbakır havzasında iklim üzerinde etkili olan yer şekilleri ve litolojik faktörlerin MODİS uydu görüntüsü verileri ile incelenmesi”. Türkiye Jeoloji Bülteni, 60(4), 557-568. doi: http://dx.doi.org/10.25288/tjb.363822.
8. Kırbaş, İ., Çifci, A., İşyarlar, B. (2013). “Burdur ili güneşlenme oranı ve güneş enerjisi potansiyeli”. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 4(2): 20-23.

9. MGM, (2022). “Meteoroloji genel müdürlüğü: Türkiye global güneş radyasyonu uzun yıllar ortalaması”. https://www.mgm.gov.tr/kurumici/radyasyon_iller.aspx
10. Okatan, A. (2022). “Albedo etkisi nedir”. https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/albedo-nedir#:~:text=Albedo%2C%20y%C3%BCzeyin%20yans%C4%B1tma%20g%C3%BCc%C3%BC%20ya,veya%20rengine%20ba%C4%9Fl%C4%B1%20olarak%20de%C4%9Fi%C5%9Fir.
11. Payne, R. E. (1972). “Albedo of the sea surface”. Journal of the Atmospheric Sciences, 29(5): 959–970. doi: http://dx.doi.org/10.1175/1520-0469(1972)029<0959:aotss>2.0.co;2.
12. Perkins, S. (2019). “Albedo is a simple concept that plays complicated roles in climate and astronomy”. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(51): 25369-25371. doi: http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1918770116.
13. Salleh, S. A., Latif, Z. A., Pradhan, B., WanMohd, W. M. N., Chan, A. (2014). “Functional relation of land surface albedo with climatological variables: a review on remote sensing techniques and recent research developments”. Geocarto International, 29(2): 147-163. doi: http://dx.doi.org/10.1080/10106049.2012.748831.
14. Şen, Z. (2008). “Solar energy Fundamentals and modeling techniques”. (36). London/England: 2008 Springer-VerlagLondon Limited, 246-255.
15. Şimşek, Ç. K., Şengezer, B. (2012). “İstanbul metropoliten alanında kentsel ısınmanın azaltılmasında yeşil alanların önemi”. Megaron 7 (2): 116-128.
16. Taha, H. (1997). “Urban climates and heat islands: albedo, evapotranspiration, and anthropogenic heat”. Energy and buildings, 25(2): 99-103. doi: http://dx.doi.org/10.1016/S0378-7788(96)00999-1.
17. Time and Date (2019). “Sun rise and sunset calculator — citylookup”.https://www.timeanddate.com/sun/
18. Topkaya, S. O. (2012). “A discussion on recent development in Turkey’s emerging solar power market”. Renewable and Sustainable Energy Review, 16: 3754-3765.
19. Tozam, İ., Karaca, Ü. B. (2018). “Kentsel ısı adası etkisi ve serin çatılar”. TC İstanbul Kültür Üniversitesi, İstanbul, 9: 12-13.
20. Twomey, S. J. A. E. (1974). “Pollution and the planetary albedo”. Atmospheric Environment (1967), 8(12): 1251-1256. doi: http://dx.doi.org/10.1016/0004-6981(74)90004-3.
21. Vurarak, Y., Çıkman, A., Bilgili, M. E. ve Gözübüyük, Z. (2019). “Toprak ı̇şlemede yeni yaklaşımlar: Albedo etkisi”. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi, 15(3): 83-90.