Effects of urbanization on the climate fluctiations and trends in İstanbul within the years

Abstract

KISA ÖZET Bu çalışmanın amacı, istanbul'un ikliminde 1951 -1990 yıllan arasında gerçekleşmiş olan dalgalanmaları ve eğilimleri incelemek ve şehirleşmenin kentin belirli bölgelerinde `Şehir Isı Adası` oluşumuna yol açabilecek olası etkilerini araştırmaktır. `Şehir Isı Adası` kavramı, bir şehrin etrafıyla arasındaki yüzey ve hava sıcaklarında görülen farklılığı anlatmaktadır. `Şehir Isı Adası`, asfaltlanmış yüzeylerin, bitki örtüsü ve topraktaki nem oranı azlığının, hava kirliliğinin, binaların vadi etkilerinin ve binaların yapay olarak ısıtılıyor olmalarının bir sonucudur. Şehir ve etrafı arasındaki sıcaklık farkı genellikle pozitiftir. Bu çalışmada, istanbul'un kuzeyinde yer alan Şile, Kumköy, Sarıyer ve güneyinde yer alan Göztepe ve Florya meteoroloji istasyonlarına ait, 1951-1990 yıllarını içeren aylık ortalama sıcaklık, aylık minimum sıcaklık, aylık maximum sıcaklık ve aylık toplam yağış kayıtlan kullanılmıştır. Veriler `Devlet Meteoroloji işleri Genel Müdürlüğü` nden alınmıştır. 1951-1990 yıllarına ait zaman serilerinde bulunan kayıp değerler hesaplanmış, yağış verileri için gama dağılımı parametreleri, sıcaklık verileri için gauss dağılımı parametreleri tahmin edilmiş ve bu tahminlerin güvenilirliği kuantil grafikleriyle test edilmiştir. Yağış verileri standard normal dağılıma transform edilmiştir. Değişik istasyonlara ait iklim kayıtlannın kovaryansları nokta grafikleri ile ve temel bileşen analizi yöntemiyle incelenmiştir. Eğilim analizinde Kayan Ortalamalar Yöntemi ve Mann-Kendall testi kullanilmışor. Ortalama, minimum ve maximum aylık sıcaklık zaman serileri üzerinde yapılan eğilim analizleri sonucunda, şehirleşmenin, sözkonusu bölgelerin ikliminde açıkça görülebilir bir etkisi bulunamamış, hatta istanbul genelinde bir sıcaklık düşüşü olduğu görülmüştür. Ancak, Göztepe'yi ait sıcaklık verilerinde şehirleşme etkisine bağlanabilecek bir tırmanış gözlemlenmiştir. Kuzey bölgesi istasyonlarına ait toplam yağış değerlerinde bir tırmanış gözlemlenmiş ancak bu tırmanışın aynı bölgeye ait sıcaklık değerlerinde gözlemlenen düşüş ile ilişkisi araştırılmamıştır.

IV ABSTRACT The aim of this study is to examine the fluctuations and trends that occurred in the climate of Istanbul within the years 1951 - 1990 and to search for the possible effects of urbanization on climate, generating `urban heat island` on certain regions of Istanbul. The term `Urban Heat Island` describes a real difference in surface and air temperatures between a city and its surroundings. `Urban Heat Island` is a result of paved surfaces, the: lack of vegetation and surface moisture, polluted atmosphere, the canyon effects of buildings and the artificial heating of buildings. These temperature differences are usually positive. In this study, mean monthly temperature, minimum monthly temperature, maximum monthly temperature and total monthly precipitation records of the period 1951-1990 belonging to the meteorology stations Şile, Kumköy and Sarıyer in the north of Istanbul and Göztepe and Florya in the south of Istanbul are used. The records were obtained from the `General Directorate Meteorological Affairs`. The missing points existing in the time series belonging to 1951-1990 are calculated, gaussian parameters for precipitation and normal parameters for temperature data are estimated and their reliability are tested by quantile - quantile plots. The precipitation data is transformed to standard normal distribution. The covariation of the climate records belonging to different stations are examined by scatter plots and principle component analysis. The method of moving averages and Mann-Kendall test are used in the analysis of trend. At the end of the trend analysis performed on the mean, minimum and maximum monthly temperature time series, no clear effect of urbanization in the climate of the mentioned region is detected, even a negative trend is observed in Istanbul. However, a positive trend which can be relational with the urbanization is found in temperature data belonging to Göztepe. In the precipitation data belonging to the northern stations, a positive trend is observed but its relation to the negative trend in temperature of the same region is not searched.