Karadeniz’in fırtınalılığındaki uzun dönemli (1979-2019) değişimler

Öz

Fırtınalar, kıyılarda erozyona sebep olup kıyı çizgisini değiştirmekte, kıyı yapılarına ve deniz taşıtlarına ciddi zararlar verip can ve mal kayıplarına neden olmaktadır. Küresel iklim değişikliğinin fırtına karakteristikleri üzerinde etkili olduğu bilinmektedir. Bu çalışmada Karadeniz kıyıları boyunca 1979-2019 yılları arasındaki deniz fırtınaları incelenmiştir. Bunun için spektral dalga modelinden elde edilmiş saatlik dalga karakteristiklerinden oluşan zaman serileri kullanılmıştır. Tekil fırtınaların belirlenmesinde dalga yüksekliğinin ortalama dalga yüksekliğinin iki katını aştığı eşik değer dikkate alınmıştır. Yıllık fırtına sayıları, ortalama, toplam ve maksimum fırtına süreleri, fırtınaların ortalama, ortalama pik ve maksimum dalga yükseklikleri elde edilmiştir. Bu parametrelerdeki uzun dönemli artış ve azalma eğilimlerinin belirlenmesi için Theil-Sen yöntemi ve belirlenen eğilimlerin anlamlılık düzeylerinin belirlenmesi için ise Mann-Kendall Testi kullanılmıştır. Analizler fırtınalılığın değişimindeki mevsimselliği ortaya koymak için aylık bazda gerçekleştirilmiştir. İklim uzun dönem salınım indekslerinin Karadeniz’in fırtınalılığı ile olan ilişkileri belirlenmiştir. Sonuçlar Karadeniz’in kuzeyindeki Odessa kıyısı ve Kırım Yarımadası’nın batısında fırtına sayılarında 2 adet/on yıl azalma, fırtınaların ortalama dalga yüksekliklerinde ise 1 cm/on yıl oranında artış olduğunu göstermiştir. Mevsimsel analizler Karadeniz’in batısında ağustos-ekim dönemi fırtına parametrelerinin tümünde anlamlı artış eğilimi bulunduğunu ortaya koymaktadır. Karadeniz’de oluşan fırtınaların sayıları ve dalga yükseklikleri Karadeniz’in kuzey kıyılarında PNA ve AMO indeksleri ile %95 anlamlılıkta pozitif korelasyonlar göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

• deniz fırtınası
• dalga tahmini
• Karadeniz
• iklim salınım indeksi

Kaynakça

1. IPCC, Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Geneva, Switzerland, 151, 2014.
2. Rata, V. ve Rusu, L., Assessing the traffic risk along the main Black Sea maritime routes, In Proceedings of International Conference on Traffic and Transport Engineering, Belgrade, Serbia, 27th–28th September, 2018.
3. Lin, N. ve Shullman, E., Dealing with hurricane surge flooding in a changing environment: part I. Risk assessment considering storm climatology change, sea level rise, and coastal development, Stochastic Environ. Res. Risk Assess., 31(9), 2379-2400, 2017.
4. Karim, M. F. ve Mimura, N., Impacts of climate change and sea-level rise on cyclonic storm surge floods in Bangladesh, Global Environ. Change, 18(3), 490-500, 2008.
5. Pugatch, T., Tropical storms and mortality under climate change, World Development, 117, 172-182, 2019. Görmüş, T. ve Ayat, B., Vulnerability assessment of Southwestern Black Sea, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 35(2), 663-681, 2020.
6. Tătui, F., Pîrvan, M., Popa, M., Aydoğan, B., Ayat, B., Görmüș, T., . . . Saprykina, Y., The Black Sea coastline erosion: Index-based sensitivity assessment and management-related issues, Ocean Coastal Manage., 182, 104949, 2019.
7. Haerens, P., Bolle, A., Trouw, K., ve Houthuys, R., Definition of storm thresholds for significant morphological change of the sandy beaches along the Belgian coastline, Geomorphology, 143-144, 104-117, 2012.
8. Del Río, L., Plomaritis, T. A., Benavente, J., Valladares, M. ve Ribera, P., Establishing storm thresholds for the Spanish Gulf of Cádiz coast, Geomorphology, 143-144, 13-23, 2012.

9. Corbella, S. ve Stretch, D. D., Simulating a multivariate sea storm using Archimedean copulas, Coastal Eng., 76, 68-78, 2013. Ferreira, Ó., Storm groups versus extreme single storms: Predicted erosion and management consequences, J. Coastal Res., 42, 221-227, 2005.
10. Molina, R., Manno, G., Lo Re, C., Anfuso, G., ve Ciraolo, G., Storm energy flux characterization along the Mediterranean coast of Andalusia (Spain), Water, 11(3), 509, 2019.
11. Contento, G., Lupieri, G., Venturi, M. ve Ciuffardi, T., A medium-resolution wave hindcast study over the Central and Western Mediterranean Sea, J. Mar. Sci. and Technol., 16(2), 181-201, 2011.
12. Ponce de León, S. ve Guedes Soares, C., Hindcast of extreme sea states in North Atlantic extratropical storms, Ocean Dyn., 65(2), 241-254, 2015.
13. Almeida, L., Ferreira, Ó., Vousdoukas, M. ve Dodet, G., Historical variation and trends in storminess along the Portuguese South Coast, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 11(9), 2407-2417, 2011.
14. Zăinescu, F. I., Tătui, F., Valchev, N. N. ve Vespremeanu-Stroe, A., Storm climate on the Danube delta coast: evidence of recent storminess change and links with large-scale teleconnection patterns, Nat. Hazard., 87(2), 599-621, 2017.
15. Laface, V., Arena, F. ve Guedes Soares, C., Directional analysis of sea storms, Ocean Eng., 107, 45-53, 2015.
16. Caires, S. ve Sterl, A., 100-year return value estimates for ocean wind speed and significant wave height from the ERA-40 data, J. Clim., 18(7), 1032-1048, 2005.
17. Zheng, C. W., Pan, J. ve Li, C. Y., Global oceanic wind speed trends, Ocean Coastal Manage., 129, 15-24, 2016.
18. Ganea, D., Mereuta, E. ve Rusu, E., An evaluation of the wind and wave dynamics along the European Coasts, J. Mar. Sci. Eng., 7(2), 43, 2019.
19. Çarpar, T., Ayat, B. ve Aydoğan, B., Spatio-seasonal variations in long-term trends of offshore wind speeds over the Black Sea; an inter-comparison of two reanalysis data, Pure Appl. Geophys., 177(6), 3013-3037, 2019.
20. Ağırbaş, E., The meteorological Investigation of Turkish coasts of the Black Sea, Journal of Anatolian Environmental and Animal Sciences, 2(3), 53-58,2017.
21. Akpınar, A. ve Bingölbali, B., Long-term variations of wind and wave conditions in the coastal regions of the Black Sea, Nat. Hazard., 84(1), 69-92, 2016.
22. Aydoğan, B. ve Ayat, B., Spatial variability of long-term trends of significant wave heights in the Black Sea, Appl. Ocean Res., 79, 20-35, 2018.
23. Valchev, N. N., Trifonova, E. V. ve Andreeva, N. K., Past and recent trends in the western Black Sea storminess, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 12(4), 961-977, 2012.
24. Saprykina, Y., Shtremel, M., Aydoğan, B. ve Ayat, B., Variability of the nearshore wave climate in the Eastern part of the Black Sea, Pure Appl. Geophys., 176(8), 3757-3768, 2019.
25. Kostianoy, A. G. ve Kosarev, A. N. (Ed.), The Black Sea Environment, Springer, Berlin, 2008.
26. Görmüş, T., Ayat, B., Aydoğan, B. ve Tătui, F., Basin scale spatiotemporal analysis of shoreline change in the Black Sea, Estuarine, Coastal Shelf Sci., 252, 107247, 2021.
27. Aydoğan, B., Offshore wind power atlas of the Black Sea Region, J. Renewable Sustainable Energy, 9(1), 013305, 2017.
28. Aydoğan, B., Ayat, B. ve Yüksel, Y., Black Sea wave energy atlas from 13 years hindcasted wave data, Renewable Energy, 57, 436-447, 2013.
29. Aydoğan, B., Görmüş, T., Ayat, B. ve Çarpar, T., Analysis of potential changes in the Black Sea wave power for the 21st century, Renewable Energy 169, 512-526, 2021.
30. Booij, N., Ris, R.C., Holthuijsen, L.H., 1999. A third-generation wave model for coastal regions. 1. Model description and validation. J. Geophys. Res., 104(C4), 7649-7666.
31. The Swan team, SWAN cycle III version 41.20AB user manual. http:// swanmodel.sourceforge.net. (17 Eylül 2019 tarihinde erişilmiştir).
32. General Bathymetric Chart of the Oceans (GEBCO), The GEBCO_2014 Grid v20141103. http://www.gebco.net. (2 Nisan 2016’da erişilmiştir).
33. Copernicus Climate Change Service (C3S) (2017): ERA5: Fifth generation of ECMWF atmospheric reanalysis of the global climate. Copernicus Climate Change Service Climate Data Store (CDS), (15 Şubat 2018’de erişilmiştir). https://cds.climate.copernicus.eu/cdsapp#!/home.
34. Rogers, W.E., Babanin, A.V., Wang, D.W., 2012. Observation-consistent input and whitecapping-dissipation in a model for wind-generated surface waves: description and simple calculations, J. Atmos. Ocean. Technol. 29, 1329-1346, https://doi.org/10.1175/JTECH-D-11-00092.1.
35. Barnston, A. G. ve Livezey, R. E., Classification, seasonality and persistence of low-frequency atmospheric circulation patterns, Mon. Weather Rev., 115(6), 1083-1126, 1987.
36. Wallace, J. M. ve Gutzler, D. S., Teleconnections in the geopotential height field during the Northern Hemisphere winter, Mon. Weather Rev., 109(4), 784-812, 1981.
37. Sen, P. K., Estimates of the regression coefficient based on Kendall's tau, J. Am. Stat. Assoc., 63(324), 1379-1389, 1968.
38. Mann, H. B., Nonparametric tests against trend, Econometrica: Journal of the Econometric Society, 13(3), 245-259, 1945.
39. Kendall, M.G., Rank correlation methods (4. Bs.), Charles W. Griffin, London, 1975.
40. Pearson, K., Notes on the history of correlation, Biometrika, 13(1), 25-45, 1920.