Nowcasting Uygulaması; 2 Şubat 2015 Atatürk Uluslararası Havalimanı Örneği

Transkript

1 Nowcasting Uygulaması; 2 Şubat 2015 Atatürk Uluslararası Havalimanı Örneği Emrah Tuncay Özdemir Meteoroloji Genel Müdürlüğü Atatürk Havalimanı Meteoroloji Ofisi Yeşilköy, İstanbul etozdemir@gmail.com Hakkı Baltacı Meteoroloji Genel Müdürlüğü İstanbul 1. Bölge Müdürlüğü Kartal, İstanbul baltacihakki@gmail.com Mert Uluyazı Meteoroloji Genel Müdürlüğü Uzaktan Algılama Şube Müdürlüğü Kalaba, Ankara etozdemir@gmail.com Ali Deniz İstanbul Teknik Üniversitesi Meteoroloji Mühendisliği Maslak, İstanbul denizali@itu.edu.tr ÖZET Havalimanlarında meydana gelen gök gürültülü fırtınalar uçuşların iptal edilmesine veya divertlerin yaşanmasına neden olmaktadır. Her ne kadar günümüzde meteorolojik tahminlerin tutarlılığında artış olsa da, konvektif sistemlerin yapılarından kaynaklanan zorluklar bulunmaktadır. Tahminlerde model çıktılarının değerlendirilmesi kadar nowcasting uygulamalarından olan şimşek gözlemleri ve radar ürünlerinin kullanımı da gün geçtikçe önemini artırmaktadır. Bu çalışmada; 2 Şubat 2015 tarihinde Atatürk Uluslararası Havalimanı nda meydana gelen gök gürültülü fırtına incelenerek, nowcasting in önemi vurgulanmıştır. Çalışma kapsamında Atatürk Uluslararası Havalimanı Meteoroloji Ofisi 480

2 tarafından hazırlanan METAR (Aviation Routine Weather Report), SPECI (Aviation Selected Special Weather Report) rasatları, TAF (Terminal Aerodrome Forecast) tahminleri, sinoptik haritalar, Skew-T Log-P diyagramı, radar görüntüleri, şimşek gözlemleri ve Marmara Denizi nde ölçülen deniz suyu sıcaklıkları değerlendirilmiştir. Havalimanı nda devam etmekte olan hafif şiddetteki yağmur sağanağı 17:57 UTC (Universal Coordinated Time) da hafif şiddette gök gürültülü yağmur sağanağına dönüşmüştür. Hadise 19:20 UTC de kesilerek yeniden hafif şiddetteki yağmur sağanağına dönüşmüştür. Radar ürünlerinde Atatürk Uluslararası Havalimanı ve çevresinde gök gürültülü yağmur sağanağı hadisesini destekleyen şekilde maksimum 53,5 dbz reflektivite değerine ulaşan radar eko şiddeti olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler Nowcasting, Metar, Speci, Radar, Atatürk Uluslararası Havalimanı, Deniz Suyu Sıcaklığı. 1. GİRİŞ Havalimanlarında meydana gelen gök gürültülü fırtınalar uçuşların iptal edilmesine veya divertlerin yaşanmasına neden olmaktadır. Her ne kadar günümüzde meteorolojik tahminlerin tutarlılığında artış olsa da, konvektif sistemlerin yapılarından kaynaklanan zorluklar bulunmaktadır. Tahminlerde model çıktılarının değerlendirilmesi kadar nowcasting uygulamalarından olan radar ürünlerinin kullanımı da gün geçtikçe önemini artırmaktadır. Bu çalışmada; 2 Şubat 2015 tarihinde Atatürk Uluslar arası Havalimanı (LTBA) da meydana gelen gök gürültülü fırtına incelenerek, nowcasting in önemi vurgulanmıştır yılları arasında LTBA için yapılan çalışmada orajların en sık görüldüğü mevsim sonbahar mevsimidir. Eylül ve Haziran ayları en fazla orajların görüldüğü aylar olurken, Şubat ve Ocak ayları en az orajın meydana geldiği aylardır. Meydana gelen orajların % 42,16 sı 17:00 UTC ile 24:00 UTC arasında, % 17,48 i de 09:00 UTC ile 13:00 UTC arasında meydana gelmektedir [1,2]. Ulusal ve uluslararası alanda orajlarla ilgili birçok çalışma bulunmaktadır [3,4,5,6,7,8,9,10]. LTBA da 2 Şubat 2015 günü model çıktıları ve aktüel haritalar incelenerek hazırlanan 10:40 UTC ve 16:40 UTC de hazırlanan TAF tahminlerine göre 2 Şubat 22:00 UTC ile 03 Şubat 02:00 481

3 UTC saatleri arasında geçici süreli olarak gök gürültülü yağmur sağanağı beklenmektedir (Tablo 1). Tablo 1: LTBA nın 2 Şubat 2015 günü 1040 UTC ve 1640 UTC de hazırlamış olduğu TAF lar. TAF LTBA Z 0212/ KT 9999 SCT035 BKN100 TEMPO 0212/0216 SHRA BKN030 BKN080 TEMPO 0222/ G25KT 4000 TSRA FEW020CB BKN025 TEMPO 0303/ G27KT= TAF LTBA Z 0218/ KT 9999 SCT035 BKN100 BECMG 0218/0221 SHRA BKN030 BKN080 TEMPO 0222/ G25KT 4000 TSRA FEW020CB BKN025 TEMPO 0303/ G27KT PROB30 TEMPO 0307/ TSRA FEW020CB BKN030= LTBA da 17:57 UTC de başlayan gök gürültülü yağmur sağanağı 19:20 UTC de sona ererek, 1 saat 23 dakika devam etmiştir. 17:53 UTC de, 16:40 UTC de hazırlanan TAF düzeltilerek yayınlanmıştır (Tablo 2). TAF da gök gürültülü yağmur sağanağının geçici süreli olarak 2 Şubat 18:00 UTC ile 22:00 UTC arasında olması beklenmektedir. Tablo 2: LTBA nın 2 Şubat 2015 günü 17:53 UTC de hazırlamış olduğu düzeltilmiş (AMD- amended) TAF ı. TAF AMD LTBA Z 0218/ KT 9999 SHRA SCT030 BKN080 TEMPO 0218/ TSRA FEW020CB BKN025 PROB30 TEMPO 0222/ G25KT TSRA FEW020CB BKN030 TEMPO 0303/ G27KT PROB40 TEMPO 0307/ TSRA FEW020CB BKN030= Bu çalışmanın amacı; şimşek ve radar görüntülerini kullanarak gök görültülü yağmur sağanağının LTBA da meydana gelmesi beklenen zamandan (17:53 UTC den) daha önce tahmin edilebilirliğinin (nowcasting) araştırmasını yapmaktır. 2. DATA VE METOD Çalışma kapsamında Atatürk Uluslararası Havalimanı Meteoroloji Ofisi tarafından hazırlanan METAR ve SPECI rasatları, TAF, sinoptik haritalar, Skew-T Log-P diyagramı, radar görüntüleri, şimşek gözlemleri ve Marmara Denizi üzerindeki istasyonlarda Meteoroloji Genel Müdürlüğü (MGM) tarafından ölçülen deniz suyu sıcaklıkları değerlendirilmiştir. 482

4 MGM den elde edilen İstanbul Radarı ( N E, rakım: 378 m, kule: 41 m, LTBA ya uzaklığı 56 km, C - band Doppler Radarı) na ait Max ürünleri de nowcasting için kullanılmıştır. Max radar görüntüleri; eko yüksekliği ve yoğunluğunu tek bir görüntü üzerinde gösterebilme özelliği olan ürünlerdir. Meteorolojik hava koşullarının şiddetli olduğu durumlarda bu alanların tespitinde kullanılmaktadır. Ayrıca MGM den elde edilen şimşek gözlemleride değerlendirilmiştir. Şekil 1 de LTBA, Kartal (İstanbul ravinsonde istasyonu) ve deniz suyu ölçüm istasyonlarının konumları gösterilmiştir. Şekil 1: LTBA, Kartal ve deniz suyu ölçüm istasyonlarının konumları (kaynak:google Earth). 3. DATA ANALİZ 3.1. Sinoptik Durum 1 Şubat :00 UTC de; Adriyatik Denizi üzerinde en düşük 984 hpa değerine sahip alçak basıncın soğuk cephesi, Orta Akdeniz den Libya üzerine uzanmaktadır. 500 hpa yüksek seviye haritasında Batı Akdeniz ve Orta Akdeniz in batısını kapsayacak şekilde yayvan bir trof vardır. 483

5 Bu cephe sisteminin kuzeydoğuya doğru hareketi sonucunda 2 Şubat 06:00 UTC de; yine aynı en düşük basınç değerini koruyarak Rusya nın iç bölgelerine hareket etmiştir. Bu hareketi sonucunda bu sistemin uzantısı olarak Bulgaristan ın Karadeniz Kıyılarına yakın bölgesi üzerinde en düşük değeri 996 hpa olan alçak basıncına bağlı soğuk cephe Trakya ve Marmara Denizi üzerinden Girit Adası na uzanmaktadır. Bu soğuk cephe kuzeydoğuya doğru hareketini sürdürerek İstanbul üzerinden geçmiş ve Ege Bölgesi nin doğu kesimlerine ulaşmıştır (Şekil 2a, 2b). 18:00 UTC de Bulgaristan, Yunanistan ve Kuzey Ege ye uzanan trof bulunmaktadır. 500 hpa yüksek seviye haritasında Orta Akdeniz üzerinde bulunan yayvan trof Türkiye nin kuzeydoğu kesimlerine doğru hareket etmektedir. Şekil 2: 2 Şubat 2015 tarihindeki a) 12:00 UTC ve b) 18:00 UTC deki sinoptik durum (kırmızı yıldız İstanbul un konumunu göstermektedir) [11] Kartal (İstanbul Ravinsonde İstasyonu) Skew-T Log-P Diyagramı Temp analizinde Kartal meteoroloji istasyonuna ait Skew-T Log-P diyagramı 2 Şubat 12:00 UTC için değerlendirilmiştir (Şekil 3). Temp diyagramına göre bazı kararsızlık indexlerine bakıldığında; Showalter İndex e göre: 6.26 ( SI > 3 ise önemli bir aktivite yok); Lifted İndex: 484

6 4.75 (LI > 2 ise önemli bir aktivite yok); K İndex: (21 KI 25; %20 - % 40 oraj olasılığı); Totals Totals İndex: (46 TTI 47, parçalı hafif/orta oraj); Convective Available Potential Energy: 8.70 (CAPE < 1000, zayıf kararsızlık) değerlerini almaktadır [12]. 825 hpa (1585 m) ile 415 hpa (6769 m) arasındaki tabakada nisbi nem % 81 ve üzerindedir. Şekil 3: 2 Şubat :00 UTC İstanbul Skew-T Log-P diyagramı [13] Metar ve Speci LTBA da 2 Şubat :20 UTC de başlayan hafif şiddetli yağmur sağanağı zaman zaman orta şiddetliye dönüşerek aralıklı olarak gün boyu devam etmiştir. 17:57 UTC de başlayan gök gürültülü yağmur sağanağı 19:20 UTC de sona ererek, 1 saat 23 dakika devam etmiştir (Tablo 3). 485

7 Tablo 3: LTBA nın 2 Şubat 2015 günü hazırlamış olduğu Metar ve Speci rasatları (14:50 UTC ile 20:50 UTC arası). Zaman (UTC) Rüzgar Yönü (derece) Rüzgar Şiddeti (knots) Hadise Hakim Rüyet (metre) Bulutluluk Sıcaklık & Çiy Noktası Sıc. Basınç (hpa) SHRA SCT030 BKN080 11/ SHRA SCT030 BKN080 11/ SCT030 BKN080 11/ SCT030 BKN080 11/ SCT030 BKN080 11/ SHRA SCT030 BKN080 11/ SHRA SCT030 BKN080 10/ SHRA FEW020CB BKN030 BKN080 11/ TSRA FEW020CB BKN025 11/ FEW020CB 11 -TSRA V240 BKN025 10/ FEW020CB 10 -TSRA V270 BKN030 10/ FEW020CB 4 -SHRA V340 BKN030 09/ FEW020CB 3 -SHRA V200 BKN030 09/ FEW020CB 3 -SHRA V180 BKN035 09/ FEW017CB 6 -SHRA V180 BKN030 09/ (-: hafif şiddette; SHRA: yağmur sağanağı; TSRA: gök gürültülü yağmur sağanağı; FEW: 1/8-2/8 bulut kapalılığı; SCT: 3/8-4/8 bulut kapalılığı; BKN: 5/8-6/8-7/8 bulut kapalılığı; CB: kümülonimbüs bulutu) 486

8 3.4. Marmara Denizi Deniz Suyu Sıcaklıkları MGM den elde edilen Marmara Denizi nde bulunan deniz suyu ölçüm istasyonlarının dakikalık verilerinin saatlik ortalamaları Tablo 4 te gösterilmiştir. Tablo 4 te sarı kutular deniz suyu sıcaklığındaki artışın başlamasını ve devam etmesini, kırmızı kutular da bu artışın maksimum olduğu sıcaklığı göstermektedir. 10:00 UTC ile 15:00 UTC arasındaki deniz suyu sıcaklıklarına bakıldığında; No lu istasyonda 0.30 C (gün içi max. değer C, saat:14:00 UTC de) ve No lu istasyonda 0.24 C (gün içi max. değer C, saat:140:0 UTC de) deniz suyunda artış meydana gelmiştir. Tablo 4: 2 Şubat 2015 gününe ait Marmara Denizi deniz suyu sıcaklıkları ( C). İst. No & Zaman (UTC)

9 3.5. Nowcasting Radar Görüntüleri MGM den elde edilen 2 Şubat 2015 tarihine ait 16:00 UTC ile 19:23 UTC arasındaki İstanbul Radarı nın Max görüntüleri Şekil 4 de gösterilmiştir. 16:00 UTC de İstanbul un Anadolu yakasının güneybatı kesiminde oraj hücresi görülmektedir (Şekil 4a). Marmara Denizi üzerinde ve LTBA da herhangi bir konvektif aktivite bulunmamaktadır. 16:08 UTC de Paşalimanı Adası üzerinde oluşan bulutluluk (Şekil 4b) kuzey doğuya doğru hareket etmiş ve konvektif olarak gelişerek dikey yüksekliği yaklaşık olarak 10 km ye kadar ulaşmıştır (Şekil 4c). 16:30 UTC de Kapıdağ Yarımadası nın kuzeydoğusunda Marmara Denizi üzerinde iki oraj hücresi daha meydana gelmiştir (Şekil 4e) UTC de Marmara Denizi nin orta ve güneybatı kesimlerinde geniş alana yayılmış oraj hücreleri görülmektedir (Şekil 4i). 17:30 UTC de Marmara Denizi ortasında geniş alana yayılmış olan oraj hücresi soğuk cephe sisteminin hareketine paralel olarak kuzeydoğuya doğru hareket etmektedir (Şekil 4m). 18:00 UTC de oraj hücresi LTBA ya iyice yaklaşmıştır (Şekil 4q). 18:08 UTC de oraj hücresinin kuzey kesimleri LTBA üzerindedir (Şekil 4r). 488

10 489

11 490

12 491

13 492

14 493

15 494

16 Şekil 4:2 Şubat :00 UTC 19:23 UTC İstanbul Radarı na ait Max görüntüleri a) - b1). Şekil 5 de 17:53 UTC ile 18:08 UTC arasındaki Max radar ürünlerinin dikey kesitleri gösterilmektedir. 18:00 UTC de Max radar ürününün dikey kesitine bakıldığında oraj hücresinin maksimum 53.5 dbz reflektivite değerine ulaştığı görülmektedir (Şekil 5b.) 495

17 Şekil 5:2 Şubat :53 UTC 18:08 UTC Max radar görüntüsünün dikey kesiti a) - c) Şimşek Gözlemleri 16:00 UTC ile 18:00 UTC arasındaki Marmara Denizi ndeki şimşek gözlemleri Şekil 6 da gösterilmiştir. LTBA nın konumu kırmızı daire içine alınmıştır. 16:00 UTC 16:30 UTC arasında Kapıdağ Yarımadası üzeri ve çevresinde şimşek gözlemleri meydana gelmiştir (Şekil 6a). Şimşek gözlemlerinin 17:00 UTC 17:30 UTC arasında Marmara Denizi ortasında kuzeydoğu - güneybatı istikametinde yayıldığı görülmektedir (Şekil 6c). Şekil 6d de şimşek gözlemlerinin 17:30 UTC 18:00 UTC aralığında LTBA nın güneybatı kesimleri üzerinden havalimanına yaklaştığı görülmektedir. 496

18 Şekil 6: Marmara Denizi nde şimşek gözlemleri a) 16:00 UTC 16:30 UTC b) 16:30 UTC 17:00 UTC c) 17:00 UTC 17:30 UTC d) 17:30 UTC 18:00 UTC. 4. SONUÇLAR VE TARTIŞMA Bu çalışmada 2 Şubat 2015 günü LTBA da meydana gelen gök gürültülü yağmur sağanağının meydana gelmeden önce, radar ve şimşek görüntüleri kullanılarak daha önce tahmin edilebilirliğinin (nowcasting) araştırılması yapılmıştır. 2 Şubat :00 UTC de soğuk cephe LTBA nın üzerinden geçmiş ve havalimanı soğuk cephe arkasında kalmıştır. Meteorolojik model çıktılarının ve aktüel haritaların değerlendirilmesi sonucu oraj hadisesi geçici olarak 2 Şubat 22:00 UTC ile 02:00 UTC arasında soğuk cephe arkasında bulunan trofun geçisinde beklenmektedir. 12:00 UTC sounding verilerine göre önemli bir aktivite beklenmemekte veya oraj ihtimali çok düşük olarak beklenmektedir. Marmara denizinde bulunan deniz suyu ölçüm istasyonlarından elde edilen deniz suyu sıcaklıklarında güneşlenmeye bağlı olarak 09:00 UTC ile 15:00 UTC arasında maksimum 0.30 C değerine ulaşan artışlar meydana gelmiştir. Deniz suyu sıcaklığındaki artış Marmara Denizi üzerinde kararsızlığında artmasına neden olmuştur. Bu kararsızlığa bağlı olarak Marmara Denizi nin farklı yerlerinde oraj hücreleri oluşmuştur UTC 16:30 UTC arasında Marmara Denizi nin güney batı kesimi üzerinde bulunan Marmara Adası, Avşa Adası ve Kapıdağ Yarımadası çevresi üzerinde bulunan deniz üzerinde de oraj hücreleri oluşmaya başlamıştır. İstanbul un doğusunda bulunan soğuk cephenin kuzeydoğuya doğru hareketine paralel olarak oluşan bu oraj hücreleri de kuzeydoğuya doğru hareketini sürdürmüştür. 17:00 UTC de Marmara denizi üzerinde geniş alanlara yayılmış oraj 497

19 hücreleri bulunmaktadır. Marmara Denizi ndeki deniz suyu sıcaklıklarındaki 17:00 UTC ile 21:00 UTC arasındaki küçük artışlar oraj hücrelerinin aktivitesini artırmıştır. Deniz suyundaki bu küçük artışlar (maksimum 0.16 C) deniz yüzey sularının akışlarında meydana gelen değişmelerden kaynaklanmaktadır. 17:23 UTC de LTBA yı etkilecek oraj hücresi denizden yeterli nemi de alarak gelişmesini sürdürmüştür. 18:08 UTC de oraj hücresinin kuzey kesimleri LTBA üzerinde bulunmaktadır. Havalimanında 17:57 UTC de rasat edilmeye başlanan gök gürültülü yağmur sağanağı 19:20 UTC de sona ermiştir. Oraj havalimanında 1 saat 23 dakika devam etmiştir. Atatürk Havalimanı Meteoroloji Ofisi tarafından 17:53 UTC de beklenen bu oraj hadisesi nowcasting ürünlerinden olan radar ürünlerinden max görüntüleri ve şimşek gözlemleri kullanılarak daha erken tahmin edilebilinirdi. 16:15 UTC de Paşalimanı Adası ve Kapıdağ Yarımadası üzerinde oluşan oraj hücresi takip edilerek, ilerleyen saatlerde Marmara Denizi üzerindeki oraj hücrelerinin dağılımı ve hareket yönü takip edilerek 17:00 UTC ile 17:15 UTC arasında LTBA Meteoroloji Ofisi tarafından TAF tahmini düzeltilebilinirdi. Marmara Denizi üzerinde meydana gelen oraj hücrelerinin radar ürünleri ve şimşek gözlemleri tarafından izlenmesi sonucu TAF tahmininin değiştirilmesi LTBA da mutlaka oraj olacağı anlamına gelmemelidir. 23 Eylül 2015 tarihinde LTBA Meteoroloji Ofisi tarafından Marmara Denizi ndeki konvektif faaliyetler radar ürünleri değerlendirilerek takip edilmiş 16:40 UTC de yayınlanan TAF 19:57 UTC de düzeltilerek 20:00 UTC ile 22:00 UTC arasında oraj beklenmiş fakat, oraj hücresi aktivitesini kaybederek LTBA üzerinde sadece sağanak yağış yapmıştır. Özdemir ve ark. (2013) de yılları için yaptıkları çalışmada LTBA da meydana gelen orajların % 42,16 sı 1700 UTC ile 2400 UTC arasında oluştuğuna dahil buldukları sonuçlarla 2 Şubat ta LTBA da meydana gelen orajın meydana gelme zamanı uyuşmaktadır. Konvektivitenin en fazla olduğu öğle saatlerinde daha fazla oraj meydana gelmesi gerekirken 1700 UTC ile 2400 UTC arasında oluşması araştırılması gereken konular arasındadır. TEŞEKKÜR Yazarlar, meteorolojik verilerin elde edilmesindeki desteklerinden dolayı Meteoroloji Genel Müdürlüğü ne teşekkür ederler. 498

20 KAYNAKLAR [1] Özdemir E.T., Sezen İ., Aslan Z., Deniz A. (2013). Investigation of Thunderstorms Over Atatürk International Airport (LTBA), Istanbul. OSTIV 2013, Meteorological Panel, September, 2013, WMO Regional Training Center, Alanya / Antalya-Turkey. [2] Yazmuhammedov S., Deniz A., Özdemir E.T. (2014). İstanbul Havalimanlarinin Cb ve Oraj Analizi. V. Ulusal Havacılık ve Uzay Konferansı, 8-10 Eylül 2014, Erciyes Üniversitesi, Kayseri. UHUK ISBN: [3] Özdemir E.T., Deniz A. (2014). A Case Study Of The Wet Microburst On August 2, 2011 At Esenboga International Airport (LTAC), XXXII Ostiv Congress, Leszno, Poland, 30 July - 6 August [4] Temiz C., Özdemir E.T., Yavuz V., Durukan M., Uluyazı M., Deniz A. (2015). 15 Temmuz 2013 Tarihinde Ankara Esenboğa Havalimanı nda Yaşanan Boran Olayının İncelenmesi. VII. Atmospheric Science Symposium, April 28-30, 2015, İstanbul, Turkey. Bildiri Kitabı, Cilt: 1, sa: , ISBN: [5] Annanurov S., Deniz A., Özdemir E.T. (2014). İstanbul Fır Sahası İçin Sigmet ve Airmet Analizi. V. Ulusal Havacılık ve Uzay Konferansı, 8-10 Eylül 2014, Erciyes Üniversitesi, Kayseri. UHUK ISBN: [6] Webb, J. D., & Blackshaw, J. K. (2012). Notable Scottish thunderstorms in summer Weather, 67(8), [7] Clark, M. R., & Webb, J. D. (2013). A severe hailstorm across the English Midlands on 28 June Weather, 68(11), [8] Jebson, S. (2011). The Derby Day thunderstorm of 31 May Weather, 66(6), [9] Young, M. V. (2007). Severe thunderstorms over southern England on 10 May Weather, 62(5), [10] Sibley, A. (2012). Thunderstorms from a Spanish Plume event on 28 June Weather, 67(6), [11] www1.wetter3.de, alıntılanma tarihi: [12] alıntılanma tarihi: [13] alıntılanma tarihi: