Fog and visibility analysis for Batman province

Abstract

Fog is one of the meteorological events that affect the living beings and can lead to adverse consequences. Due to its ability to reduce visibility, it causes accidents and disruptions in land and sea transportation, especially in the aviation sector. In this study, a detailed analysis of fog events in Batman province was conducted for the years 2013-2022. Aviation observations published by Batman Airport were used to identify foggy periods and obtain surface-level meteorological parameters. A total of 625 days were identified as foggy within the period, with an annual average of 56.8. The highest number of foggy days occurred in 2017 (12%), while the lowest was observed in 2021 (7%). December (25%), November (21%), and January (20%) were the months with the highest occurrence of fog events. The analysis of the Meteorological Aerodrome Report (METAR) published by Batman Airport revealed that the most common type of fog event was patchy fog (BCFG). During foggy periods, temperature (T) and dew point temperature (Td) values were close to each other (with a difference of less than 5°C), and the lowest average temperature/dew point temperature (-1.2/-1.4°C) occurred in January. Relative humidity values were considerably high during foggy periods (with a minimum of 98.4%), and this value was observed in January. Wind speed values during foggy periods were generally calm and light (2-4 knots). The lowest average visibility value occurred in January with 0.8 knot. According to the analysis results of the Fog Stability Index (FOGSI), the optimal threshold value for fog prediction in Batman province was calculated as “25”, which differs from the threshold value mentioned in the literature. The Critical Success Index (CSI), a statistical performance test, was used to determine the most suitable threshold value for FOGSI. As a result, by modifying the threshold value within Batman province, a new threshold value was determined for the prediction of fog events, aiming to demonstrate the predictability of fog events and visibility using FOGSI.

Keywords

• fog events
• visibility
• FOGSI
• Batman
• Critical Success Index

Batman İli için Sis ve Görüş Mesafesi Analizi

Öz

Sis, canlıların yaşamını etkileyen ve olumsuz sonuçlara neden olabilen meteorolojik hadiselerden biridir. Görüş mesafesini azaltması sebebiyle başta havacılık sektörü olmak üzere kara ve deniz ulaşımlarında da kaza ve kırımlara yol açmaktadır. Bu çalışmada, Batman ilinde sis hadisesinin 2013-2022 yılları arası için detaylı analizi gerçekleştirilmiştir. Sisli zamanların tespit edilmesi ve yer seviyesi meteorolojik parametrelerin temini için Batman Havalimanı tarafından yayınlanan havacılık rasatları kullanılmıştır. Periyot kapsamında toplamda 625 gün sisli olarak tespit edilmiş, yıllık ortalama sisli gün sayısı ise 56.8 gün olmuştur. En çok sisli gün 2017 yılında (%12), an az sisli gün ise 2021 (%7) yılında gözlemlenmiştir. Aralık (%25), Kasım (%21) ve Ocak (%20) ayları en çok sisli günlerin gözlendiği aylar olmuştur. Batman Havalimanı tarafından yayınlanan Meydan Rutin Hava Raporu (METAR) analizlerinde en çok parçalı sis (BCFG) hadisesinin meydana geldiği tespit edilmiştir. Sisli zamanlarda sıcaklık (T) ve çiy noktası sıcaklık (Td) değerleri birbirine yakın seyretmiş (fark 5 °C’den küçük) ve en düşük ortalama sıcaklık/çiy noktası sıcaklığı Ocak ayında (-1.2/-1.4°C) meydana gelmiştir. Bağıl nem değerleri sisli zamanlarda oldukça yüksek değerler almış (en düşük %98.4) ve bu değer Ocak ayında tespit edilmiştir. Sisli zamanlarda rüzgar şiddeti değerleri genellikle sakin ve hafif (2-4 knot) olmuştur. Görüş mesafesi ortalamalarında ise en düşük değer 0.8 knot ile Ocak ayında meydana gelmiştir. Fog Stability Index (FOGSI) analiz sonuçlarına göre sis tahmini için Batman ilinde en iyi eşik değer aralığı literatürde yer alan eşik değerden farklı olarak “25” olarak hesaplanmıştır. FOGSI için en uygun eşik değer belirlenmesi için istatistiki başarım testi olan Critical Success Index (CSI) kullanılarak bu değer tespit edilmiştir. Sonuç olarak, sis hadisesinin ve görüş mesafesinin FOGSI ile tahmin edilebilirliğini ortaya koymak için Batman ili dahilinde eşik değer modifikasyonu gerçekleştirilerek bu hadisenin tahmini için yeni bir eşik değer tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• sis hadisesi
• görüş mesafesi
• FOGSI
• Batman
• Kritik Başarı İndeksi

Kaynakça

1. Akbayır İ., Yavuz V., Deniz A., Özdemir ET. Türkiye’deki Havalimanlarında meydana gelen sis hadisesinin zamansal analizi. El-Cezeri Fen ve Mühendislik Dergisi 2018; 5(2): 327-330.
2. Aktaş C., Erkuş O. Lojistik regresyon analizi ile Eskişehir’in sis kestiriminin incelenmesi. İstanbul Ticaret Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 2009; 8(16): 47-59.
3. Arun SH., Chaurasia S., Misra A., Kumar R. Fog stability ındex: A novel technique for fog/low clouds detection using multi-satellites data over the Indo-Gangetic plains during winter season. International Journal of Remote Sensing 2018; 39(22): 8200-8218.
4. Avşar E. İzmir Adnan Menderes Havalimanı’nın kümülonimbüs (CB), oraj ve sis analizi. 7. Atmosfer Bilimleri Sempozyumu, 2015, 1-12, İstanbul Teknik Üniversitesi, Ayazağa Kampüsü, İstanbul.
5. Baguskas SA., Clemesha RES., Loik ME. Coastal low cloudiness and fog enhance crop water use efficiency in a California agricultural system. Agricultural and Forest Meteorology 2018; 252: 109-120.
6. Baltacı H., Silva MCLD., Gomes HB. A climatological study of fog in Turkey. International Journal of Climatology 2022; 42(16): 9344-9356.
7. Freeman LE., Perkins JS. Meteorological techniques, AFWA/TN-98/002. Erişim tarihi: 15/05/2023. Erişim adresi: http://www.comptus.com/PDF/AFWA TN 98-002.pdf.
8. Gaceu O. Climate characteristics of the fog phenomenon and its influence on the tourists and the tourist activities in the Apuseni Mountains. Geojournal of Tourism and Geosites 2009; 1(3): 29-34.

9. Iowa State University. Meteorological Aerodrome Report. Erişim tarihi: 12/04/2023. Erişim adresi: https://mesonet.agron.iastate.edu/request/download.phtml
10. Li H., Wu H., Wang Q., Yang M., Li F., Sun Y., Qian X., Wang J., Wang C. Chemical partitioning of fine parcitle-bound metals on haze-fog and non-haza-fog days in Nanjing, China and its contribution to human health risks. Atmospheric Research 2017; 183: 142-150.
11. MGM. Köppen-Trawartha İklim sınıflandırmasına göre Türkiye iklimi. Erişim tarihi: 10/11/2023. Erişim adresi: https://www.mgm.gov.tr/FILES/iklim/iklim_siniflandirmalari/K%C3%B6ppen- Trewatha.pdf
12. MGM. Batman ili resmi istatistikleri. Erişim tarihi: 10/11/2023. Erişim adresi: https://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/il-ve-ilceler-istatistik.aspx?m=BATMAN
13. Özdemir ET., Deniz A., Sezen İ., Menteş ŞS., Yavuz V. Fog analysis at Istanbul Ataturk International Airport. Weather 2016; 71(11): 279-284.
14. Özdemir ET., Deniz A., Yavuz V., Doğan N., Akbayır İ. Investigation of the fog-air quality relationship in Istanbul. Fresenius Environmental Bulletin 2018; 27(1): 30-36.