İstanbul ve Çanakkale boğazlarında akıntı rejimi, su kütlesi değişimi ve kontrol mekanizmaları

Abstract

İstanbul ve Çanakkale Boğazları Marmara Denizi üzerinden Akdeniz ve Karadeniz arasında su değişimine imkan sağlayan bir sistem oluştururlar. Az tuzlu Karadeniz suyu üstte, daha ağır olan Akdeniz suyu ise dipte yer alarak yoğunluk farkından kaynaklanan kuvvetli bir tabakalaşmaya sebep olurlar. Karadeniz suyunu üst akıntı ile güneye hareket ettiren mekanizma su seviyesi farkından kaynaklanan barotropik kuvvettir. Alt tabaka olarak kuzeye ilerleyen Akdeniz suyuna ise yoğunluk farkından kaynaklanan baroklinik kuvvet etki eder. Bu sistem zamana, meteorolojik etkilere ve deniz tabanının morfolojisine bağlı olarak değişimler gösterir.İstanbul ve Çanakkale Boğazlarında 2005 yılı içinde mevsimlik olarak icra edilen kapsamlı dört adet ölçümde toplanan veriler incelenerek her iki Boğazdaki akıntı rejimleri, su kütlesi değişimi ve bunlar üzerindeki kontrol mekanizmaları detaylı olarak incelenmiştir. Bölgenin su sıcaklığı, tuzluluğu ve akıntı yapısı ile bu parametrelerin yer ve zaman ölçeğindeki değişim sınırları ve mekanizmaları bu tezin temel konusunu oluşturmaktadır.Çanakkale Boğazı nispi olarak daha kararlı bir yapı arz etmekle beraber, İstanbul Boğazındaki akıntı rejiminin meteorolojik şartlara bağlı olarak çok hızlı değiştiği ve klasik çift yönlü akış paterni dışına çıkabildiği gözlenmiştir. Sonuçlardan ve daha önce yapılmış çalışmalardan da anlaşılacağı üzere özellikle İstanbul Boğazındaki dinamik yapı dikkat çekicidir. Bölgenin tam olarak anlaşılması için ölçümlerin kısa sürede icra edilmesi ve bir modelle desteklenmesi gerekmektedir. Modelin güvenilirliğini artırmak maksadı ile gerçek veriyi kullanarak modelin tahmin yeteneğini artırmayı amaçlayan bir teknik bu tez içinde denenmiş ve ümit verici sonuçlar alınmıştır.

İstanbul and Çanakkale Straits constitute a system that allows the Mediterranean and Black Sea to exchange water through the Sea of Marmara. Less saline Black Sea water on the top, and heavier Mediterranean water at the bottom trigger a strong vertical stratification. Barotropic force arising from the water level difference between the Black Sea and Mediterranean is the main driving mechanism of the upper layer. In the meanwhile baroclinic effect due to the density difference between the two basins causes the Mediterranean water to flow in the opposite direction. This system is subject to changes depending on the time, meteorological effects and the morphology of the sea bottom.The current regime, the water exchange and the control mechanisms acting on the flow are studied by means of the data collected in four intensive oceanographic surveys in the Istanbul and Çanakkale Straits in 2005 on seasonal basis. The water temperature, salinity and the general flow regime and their change in spatial and time domain constitutes the main research goal of this thesis.Although the Strait of Çanakkale represents a more stable flow structure, the Strait of Istanbul depending on the meteorologic impacts includes rapid changes in the regime and may go beyond the traditional two flow approach. As can be seen from the results and the previous works, the dynamic structure of the Strait of Istanbul attracts attention. Understanding the region thoroughly requires rapid and intense measurements as well as modelling effort. A test has been conducted to improve the reliability of a model by ensembling the forecast with the observed data to improve the prediction skills, and promising results are achieved.