Hava Kalitesi ve Meteoroloji: Korelasyon, Trend ve Epizot Analizleri

Bu çalışmada, Güney Marmara bölgesinde bulunan Balıkesir şehir merkezine ait uzun yıllık hava kirleticilerinin yerel meteorolojik koşullar etkisinde değişimleri, trendleri ve epizotları incelenmiştir. Son beş yılı kapsayan dönemde, saatlik ölçülen PM₁₀ ve SO₂ seviyeleri ve saatlik sıcaklık (t), rüzgar hızı (ws), nem (rh) ve basınç (p) verileri analiz edilmiştir. Uzun yıllık ortalamalar göz önüne alındığında, şehir merkezinde ölçülen PM₁₀ konsantrasyonlarının ortalama değeri 47.33 µg/m³ ve SO₂ konsantrasyonlarının ortalaması ise 7.75 µg/m³ olarak tespit edilmiştir. Pearson ve Kendall’s Tau korelasyon analizi sonuçlarına göre, PM₁₀ seviyelerinin değişimlerinde rüzgar hızı (ws) ve sıcaklık (t) parametrelerinin ters yönlü etkili olduğu, SO₂ seviyelerinin değişimlerinde en etkili parametrenin yine ters yönde sıcaklık (t) parametresi olduğu belirlenmiştir. Hava kirleticilerinin meteorolojik parametrelerin değişimlerine göre tahmin edilebilmesi için bir regresyon modeli oluşturmuştur. Tüm meteorolojik parametrelerin modele dahil edilmesi halinde, PM₁₀ seviyelerindeki değişimin ancak %16 oranında, benzer şekilde SO₂ seviye tahminleri ancak %24 oranında açıklanabilmektedir. Theil-Sen trend analiz sonuçlarına göre, uzun yıllık dönemde PM₁₀ ve SO₂ seviyelerinin artış eğilimi gösterdiği tespit edilmiştir. Kirlilik takvimlerine göre, PM₁₀ ve SO₂ seviyeleri için epizot günleri belirlenmiştir. Epizot gününe ait olağandışı durumların araştırılması sonucunda, il merkezinde en yüksek PM₁₀ konsantrasyonun ölçüldüğü epizot gününde Kuzey Afrika’dan kıtasal toz taşınımından gelen çöl tozlarının etkili olduğu sonucuna varılmıştır. SO₂ epizot günü için, Bulgaristan’ın ülkemiz sınırına yakın olan güney doğu bölgesinde bulunan termik santrallerden yapılan salınımların bölgesel kirletici taşınımlarında etkili olduğu ve ayrıca lokal olarak Balıkesir şehir merkezinde özellikle Aralık aylarında görülen şiddetli enverziyon  oluşumlarının etkili olabileceği düşünülmektedir.

In this study, changes, trends and episodes of long-term air pollutants under local meteorological conditions were examined at Balikesir’s downtown in South Marmara region.  In the last five years period, hourly measured PM₁₀ and SO₂ levels and hourly temperature (t), wind speed (ws), humidity (rh) and pressure (p) data were analyzed. Considering the long-term averages, the mean value of PM₁₀ concentrations measured in the downtown was 47.33 µg/m3 and the mean of the SO₂ concentrations was 7.75 µg/m3. According to the results of Pearson and Kendall Tau’s correlation analysis, wind speed (ws) and temperature (t) parameters were found to be inversely effective in the changes of PM₁₀ levels, while the most effective parameter was the inverse temperature (t) parameter in the changes of SO₂ levels. A regression model was used to estimate air pollutants based on the changes of the overall meteorological parameters.
If all meteorological parameters are included in the model, only 16% of the PM₁₀ levels can just be explained, and the SO₂ level estimates can only be explained by 24%. According to Theil-Sen trend analysis, PM₁₀ and SO₂ levels were in an increasing trend. According to pollution calendars, the episode days for PM₁₀ and SO₂ levels were determined for the study. As a result of investigating the unusual conditions of the episode day, it was concluded that desert dusts coming from the continental dust transport from North Africa were effective on the day of the episode where the highest PM₁₀ concentration was measured in the downtown area. For SO₂ episode day, it was determined that the releases from the coal-powered energy plants in the south-eastern region near Bulgaria's border with our country might be effective in the transport of regional SO₂ pollutants.In addition, it was thought that the formation of temperature inversions seen in Balıkesir’s downtown especially in the months of December could be effective for the highest SO₂ levels.