Tsunami Oluşumu, Yayılımı ve Kıyı Tırmanmasının Modellenmesi ve Ege Denizi ne Uygulanması. Proje No: 109Y387

Transkript

1 Tsunami Oluşumu, Yayılımı ve Kıyı Tırmanmasının Modellenmesi ve Ege Denizi ne Uygulanması Proje No: 109Y387 Doç. Dr. Utku KÂNOĞLU Prof. Dr. Ahmet C. YALÇINER Yard. Doç. Dr. Baran AYDIN Naeimeh Sharghivand Oğuz Hoto Aykut Aksoy Bülent Köroğlu NİSAN 2014 ANKARA

2 ÖNSÖZ Proje kapsamında Ege Denizi ve Doğu Akdeniz kıyıları için olası tsunaminin vereceği zararları azaltmak amacıyla yapılacak modelleme çalışmaları için alt yapı oluşturulmuştur. Ege Denizi ve Doğu Akdeniz için geliştirilen tsunami yayılım veritabanı bölgede modelleme çalışmaları yapan araştırmacılara açılmıştır. Tsunami erken uyarı modeli olarak kullanılabilecek modelin geliştirilmesinde izlenen yöntem açıklanmış ve bir örnek model geliştirilmiştir. Proje Yunanistan da Institute of Applied & Computational Mathematics (IACM), Foundation for Research and Technology (FORTH), Heraklion, Girit tarafından, Türkiye de Mühendislik Bilimleri Bölümü, Orta Doğu Teknik Üniversitesi tarafından yürütülmüştür. Proje uluslararası ikili işbirliği çerçevesinde Türkiye de TÜBİTAK tarafından (Proje no: 109Y387) Yunanistan da the General Secretariat for Research and Technology (GSRT) tarafından (Proje no: 10TUR/1-50-1) desteklenmiştir. Desteklerinden dolayı TÜBİTAK ve GSRT ye teşekkürü borç biliriz. Ayrıca, projenin yürütülmesi sırasında bize yardımcı olan TÜBİTAK Bilimsel Programlar Uzman Yardımcısı Fatma Selin Küçükkaya ya teşekkür ederiz. Projenin Yunanistan ayağında görev alan proje yöneticileri Prof. Dr. Vassilios Dougalis ve Prof. Dr. Costas Synolakis e, proje araştırmacıları Evangelia Flouri ve Nikos Kalligeris e çalışmalarımıza ve projeye verdikleri destekten dolayı teşekkür ederiz. Ayrıca proje kapsamında birim tsunami kaynaklarını tanımlarken verdikleri katkılar için Northwestern University, Evanston, Illinois, ABD den Prof. Dr. Emile Okal ve National Observatory of Athens, Atina dan Dr. Nikolaos Melis e teşekkürü borç biliriz. ii

3 İÇİNDEKİLER 1. GİRİŞ NCTR TSUNAMİ YAYILIM VERİTABANI Tsunami Yayılımının Hesaplanması Tsunami Kıyı Tırmanmasının Hesaplanması COMMUNITY MODELING INTERFACE FOR TSUNAMIS (COMMIT) EGE DENİZİ NDE BİRİM TSUNAMİ KAYNAKLARININ TANIMLANMASI Helenik Yayı Boyunca Yerleştirilen Birim Tsunami Kaynakları Kıbrıs Yayı Boyunca Yerleştirilen Birim Tsunami Kaynakları Papazachos (1996) a Baz Alınarak Tanımlanan Birim Tsunami Kaynakları Floyd vd. (2010) a Baz Alınarak Tanımlanan Birim Tsunami Kaynakları NAF Baz Alınarak Tanımlanan Birim Tsunami Kaynakları MODELLEME AĞLARININ HAZIRLANMASI Batimetri Verileri Yayılım Hesaplamalarında Kullanılan Batimetri Verisi Kıyı Tırmanması Hesaplarında Kullanılan Batimetri Verileri Topoğrafya Verileri Topoğrafya ve Batimetri Verilerinin Birleştirilmesi Modelleme Ağlarının Hazırlanması MODELLEME ÇALIŞMALARI Tsunami Yayılım Modelleme Çalışmaları Tsunami Kıyı Tırmanması Modelleme Çalışmaları ANALİTİK ÇALIŞMALAR SONUÇ VE DEĞERLENDİRME...50 KAYNAKÇA...51 EK A. İKİLİ İŞBİRLİĞİ ZİYARETLERİ...60 iii

4 EK B. YUNANİSTAN TARAFINDAN YAPILAN ÇALIŞMALAR...62 EK C. PROJE KAPSAMINDA YAPILAN YAYINLAR...68 EK D. MATLAB ARAYÜZÜ...70 iv

5 TABLO LİSTESİ Tablo 1. RUM kullanılarak Helenik Yayı boyunca yerleştirilen birim tsunami kaynaklarının parametreleri. Dalım ve kayma açıları, sırası ile, 20 ve 90 olarak seçilmişlerdir. Birim tsunami kaynakları 100x50 km 2 lik alanın 1 m yer değiştirmesi ile tanımlanmışlardır Tablo 2. Papazachos (1996) daki verilere göre belirlenen tsunami kaynaklarını oluşturacak depremlerin parametreleri. Dalım ve kayma açıları, sırası ile, 27 ve 90 olarak seçilmişlerdir. Birim tsunami kaynakları 50x25 km 2 lik alanın 1 m yer değiştirmesi ile tanımlanmışlardır...20 Tablo 3. Floyd vd. (2010) da göre belirlenen 50x25 km 2 boyutlarındaki birim tsunami kaynaklarını oluşturan depremlerin parametreleri. Dalım ve kayma açıları, sırası ile, 25, -90 olarak seçilmişlerdir. Birim tsunami kaynakları 50x25 km 2 lik alanın 1 m yer değiştirmesi ile tanımlanmışlardır Tablo 4. KAF boyunca yerleştirilen birim tsunami kaynaklarını oluşturacak depremlerin parametreleri. Dalım ve kayma açıları, sırası ile, 60 ve -90 olarak seçilmişlerdir. Birim tsunami kaynakları 25x17 km 2 lik alanın 1 m yer değiştirmesi ile tanımlanmışlardır Tablo 5. Sayısallaştırılan SHODB haritalarına ait bazı parametreler Tablo 6. Hazırlanan ağ yapıları ile ilgili bilgiler Tablo 7. Model üçlü-ağ yapıları Tablo 8. Tarihsel tsunami kaynaklarından yayılım hesaplarında kullanılan tsunami kaynak parametreleri v

6 ŞEKİL LİSTESİ Şekil 1. a) Batı Pasifik, b) Doğu Pasifik, c) Atlantik, d) Hint Okyanusu basenlerinde dalmabatma bölgeleri üzerine NCTR tarafından yerleştirilen birim tsunami kaynakları (kırmızı) (Gica vd., 2008). Şekil Gica vd. (2008) den alınmıştır Şekil 2. NCTR veritabanında Aleutian Alaska Cascadia dalma-batma bölgesine yerleştirilen birim tsunami kaynakları. Şekil Gica vd. (2008) den alınmıştır Şekil 3. Deprem parametreleri Şekil 4. Birim tsunami kaynaklarının derinliklerinin şematik olarak gösterimi Şekil 5. (üst-sol) Pasifik ve Kuril Adası dalma-batma bölgeleri üzerindeki NCTR ın birim tsunami kaynakları. (üst-sağ) Daireler bölgedeki derin deniz tsunami ölçüm istasyonlarını (DART) göstermektedir. Yeşil dikdörtgenler deprem bölgesindeki potansiyel birim tsunami kaynaklarını kırmızı dikdörtgenler ise DART verisi kullanılarak belirlenen tsunami kaynağını göstermektedir. (alt) Hilo, Hawaii için NCTR tarafından hazırlanarak gerçek zamanlı tsunami su baskını hesaplamalarında kullanılan üçlü-ağ uygulaması. A-, B- ve C-ağlarında çözünürlük giderek artmaktadır Şekil 6. ComMIT model oluşturma modülü. a) Düşük çözünürlükten yüksek çözünürlüğe içiçe geçmiş üçlü-ağ sistemi; A-ağı (yeşil), B-ağı (sarı), C-ağı (kırmızı), modelleme için ilk ve/veya sınır şartlarını oluşturmak için kullanılabilecek birim tsunami kaynakları (beyaz dikdörtgenler) ve modelleme için seçilen birim tsunami kaynağı (yeşil dikdörtgen). Modelleme başlatıldığında seçilen birim tsunami kaynağı için veri tabanından yayılım sonuçları A-ağı sınırları ve/veya içerisindeki ağ noktaları için yerel bilgisayara indirildiğinde yeşil renk kırmızıya dönüşmektedir. b) Deprem büyüklüğü veya yer değiştirme miktarının tanımlanabildiği modül. c) MOST modelinin parametrelerinin tanımlandığı modül. d) MOST modelinin çalışması sırasında modelin ilerleme aşamalarını gösteren modül Şekil 7. Kullanılan ilk şartların A-ağı içerisinde gösterilmesi. Burada Fethiye Körfezi için hazırlanan modelde A-ağı içerisinde olan Şekil 6 da seçili birim tsunami kaynağı için elde edilen ilk şartlar verilmiştir Şekil 8. Modelleme yapılacak üçlü-ağ sisteminin gösterimi. Burada Fethiye Körfezi için geliştirilen modelin C-ağı gösterilmiştir Şekil 9. Animasyon modülü kullanılarak her ağ için animasyon yapılabilir. Burada Fethiye Körfezi için hazırlanan C-ağı için gösterilmiştir. Animasyonlar Google Earth formatında kaydedilip Google Earth üzerinde gösterilebilir (Bölüm 6). Ayrıca ağlar içerisinde seçilecek bir ağ noktasında dalga yüksekliğinin zamanla değişimi gözlenebilir ve kaydedilebilir. Burada, Fethiye Körfezi ndeki tsunami uyarı noktasındaki (kırmızı yıldız) dalga yüksekliği verilmiştir Şekil 10. A-, B- ve C-ağlarında her bir ağ noktası için maksimum, minimum dalga yükseklikleri ve maksimum hızları bu modül ile görüntülenebilir. Burada Fethiye Körfezi için hazırlanan C-ağında maksimum dalga yükseklikleri verilmiştir. Bu sonuçlar yine Google Earth formatında kaydedilip Google Earth üzerinde gösterilebilir (Bölüm 6 da örnek gösterim verilmiştir) vi

7 Şekil 11. RUM (kavuniçi) kullanılarak Helenik Yayı boyunca oluşturulan birim tsunami kaynakları (Gudmundsson ve Sambridge, 1998). Kaynak parametreleri Tablo 1 de verilmiştir Şekil 12. RUM (Gudmundsson ve Sambridge, 1998) kullanılarak Helenik ve Kıbrıs Yayları boyunca oluşturulan birim tsunami kaynaklarının (Şekil 11) ComMIT ortamında gösterimi. Kaynak parametreleri Tablo 1 de verilmiştir Şekil 13. Gudmundsson ve Sambridge (1998), Bird (2003) ve Yolsal vd. (2007) nin birleştirilerek birim tsunami kaynaklarının Kıbrıs Yayı boyunca yerleştirilmesi Şekil 14. Papazachos (1996) da verilen blok modellerinin kenarları (üst) kullanılarak elde edilen tsunami kaynakları (alt). Tanımlanan birim tsunami kaynaklarına ait deprem parametreleri Tablo 2 de verilmiştir Şekil 15. Papazachos (1996) da baz alınarak hazırlanan 50x25 km 2 boyutlarındaki birim tsunami kaynaklarının ComMIT ortamında gösterimi. Birim tsunami kaynaklarına ait deprem parametreleri Tablo 2 de verilmiştir Şekil 16. Floyd vd. (2010) da verilen blok modellerinin kenarları kullanılarak elde edilen tsunami kaynakları. Tanımlanan 50x25 km 2 boyutlarındaki birim tsunami kaynaklarına ait bilgiler Tablo 3 de verilmiş ve Şekil 17 de ComMIT ortamında gösterilmiştir Şekil 17. Floyd vd. (2010) kullanılarak tanımlanan birim tsunami kaynaklarının ComMIT ortamında gösterimi Şekil 18. Kuzey Anadolu Fayı boyunca yerleştirilen birim tsunami kaynakları. Birim tsunami kaynaklarını tanımlamak için kullanılan parametreler Tablo 4 de verilmiştir Şekil 19. Kuzey Anadolu Fayı boyunca yerleştirilen birim tsunami kaynaklarının ComMIT ortamında görünüşü. Birim tsunami kaynaklarını tanımlamak için kullanılan parametreler Tablo 4 de verilmiştir Şekil 20. Birim tsunami kaynaklarından yayılım hesaplarında kullanılan bölge Şekil 21. Sayısallaştırılan haritaların ait oldukları bölgelerin ve elde edilen veriler kullanılarak bulunan eş-derinlik eğrilerinin Google Earth üzerinde gösterimi: (F1-kırmızı) Fethiye Körfezi, (F2-sarı) Göcek Limanı, (F3-mavi) Kapıdağ Yarımadası-Tersane Adası. Sözkonusu haritalara ait bazı bilgiler Tablo 5 de verilmiştir Şekil 22. a) HGK ve b) USGS topografya verilerinin modelleme bölgesi Fethiye Körfezi kıyı şeridi için Google Earth kullanılarak karşılaştırılması Şekil 23. (üst) Sayısallaştırma yoluyla elde edilen batimetri, (orta) HGK topoğrafya ve (alt) birleştirilmiş verilerin Google Earth ortamında kıyı çizgisi için karşılaştırılması. Batimetri verileri gösterilirken topoğrafya verileri (üst), topoğrafya verileri gösterilirken batimetri verileri (orta) sıfır olarak alınmıştır Şekil 24. Helenik Yayı na yerleştirilen ra9 (Şekil 12, Tablo 1) birim tsunami kaynağına ait tsunami yayılım sonuçları. Yayılım hesapları 1 m yer değiştirmeye karşılık düşen 7.5 büyüklüğündeki deprem için yapılmıştır vii

8 Şekil 25. Fethiye 1 modelinin ağ yapısı; A1 (yeşil), B1 (sarı), C (kırmızı). Ağ özellikleri Tablo 6 da özetlenmiştir: A1-ağı (30 yay-saniye), B1-ağı (10 yay-saniye) ve C-ağı (1 yaysaniye) Şekil 26. Fethiye 2 modelinin ağ yapısı; A1 (yeşil), B2 (sarı), C (kırmızı). Ağ özellikleri Tablo 6 da özetlenmiştir: A1-ağı (30 yay-saniye), B2-ağı (5 yay-saniye) ve C-ağı (1 yaysaniye) Şekil 27. Fethiye 3, 5 ve 6 modellerinin ağ yapısı; A2 (yeşil), B2 (sarı), C (kırmızı). Ağ özellikleri Tablo 6 da özetlenmiştir: A2-ağı (30 yay-saniye), B2-ağı (5 yay-saniye) ve C- ağı (1 yay-saniye) Şekil 28. Fethiye 4 modelinin ağ yapısı; A2 (yeşil), B3 (sarı), C (kırmızı). Ağ özellikleri Tablo 6 da özetlenmiştir: A2-ağı (30 yay-saniye), B3-ağı (10 yay-saniye) ve C-ağı (1 yaysaniye) Şekil 29. Fethiye Körfezi için hazırlanan (sol) Fethiye 1 ve (sağ) Fethiye 2 modellerinin sonuçlarının C-ağı için karşılaştırılması: (yukarıdan aşağıya) maksimum dalga yüksekliği, minimum dalga yüksekliği, maksimum dalga hızı, uyarı noktasında dalga yüksekliğinin zamanla değişimi Şekil 30. Fethiye Körfezi için hazırlanan (sol) Fethiye 2 ve (sağ) Fethiye 3 modellerinin sonuçlarının C-ağı için karşılaştırılması: (yukarıdan aşağıya) maksimum dalga yüksekliği, minimum dalga yüksekliği, maksimum dalga hızı, uyarı noktasında dalga yüksekliğinin zamanla değişimi Şekil 31. Fethiye Körfezi için hazırlanan (sol) Fethiye 3 ve (sağ) Fethiye 4 modellerinin sonuçlarının C-ağı için karşılaştırılması: (yukarıdan aşağıya) maksimum dalga yüksekliği, minimum dalga yüksekliği, maksimum dalga hızı, uyarı noktasında dalga yüksekliğinin zamanla değişimi Şekil 32. Fethiye 3 modeli için a) 0, b) 30, c) 60, d) 90, e) 120 dakikalarındaki dalga yüksekliklerinin ve d) her ağ noktasındaki maksimum dalga yüksekliklerinin Google Earth ortamında gösterimi. Bu gösterim burada C-ağı için verilmiş olup diğer ağlar (A- ve B-ağları) için de gözlenebilir Şekil 33. Fethiye Körfezi için hazırlanan (sol) Fethiye 5 ve (sağ) Fethiye 6 modellerinin sonuçlarının C-ağı için verilmiştir: (yukarıdan aşağıya) maksimum dalga yüksekliği, minimum dalga yüksekliği, maksimum dalga hızı, uyarı noktasında dalga yüksekliğinin zamanla değişimi...45 Şekil 34. Sabit derinlikli okyanus baseni üzerinde tanımlı sonlu uzunluktaki dalga Şekil 35. Bir 100x50 km 2 boyutlarındaki tsunami kaynağı yayılım sonuçları ile dört 50x25 km 2 boyutlarındaki tsunami kaynağının yayılım sonuçlarının toplamının karşılaştırılması için seçilen tsunami kaynaklarının ComMIT ortamında gösterimi Şekil 36. (üst) 100x50 km 2 ile dört 50x25 km 2 tsunami kaynağı sonuçlarının karşılaştırıldığı ağ noktaları. (orta) Bir 100x50 km 2 tsunami kaynağı ile dört 50x25 km 2 tsunami kaynağı kullanılarak hesaplanan dalga yüksekliklerinin karşılaştırılması. (alt) Bir 100x50 km 2 (sol) ile dört 50x25 km 2 (sağ) tsunami kaynağı kullanılarak hesaplanan maksimum dalga yüksekliklerinin Heraklion için C-ağında karşılaştırılması Şekil 37. Tsunami yayılım hesapları yapılan tarihsel tsunamiler viii

9 Şekil 38. Tsunami yayılım hesapları yapılan tarihsel tsunami kaynaklarının ComMIT ortamında gösterimi Şekil 39. Heraklion şehri modelleme çalışması için kullanılan içiçe geçmiş üçlü-ağ yapısı...66 Şekil 40. Heraklion şehri için Helenik Yayı boyunda tanımlanan her birim tsunami kaynağının kıyıya yakın noktalarda oluşturdukları maksimum dalga yüksekliğinin araştırılması. Burada her birim tsunami kaynağı 8.5 büyüklüğünde deprem oluşturacak şekilde modellemeler yapılmıştır Şekil 41. (üst) MATLAB da program dosyalarının olduğu dizin çalışma ortamına eklenir. (alt) Daha sonra bathy_corr_m dosyası kırmızı daire ile gösterilen butona tıklanarak ya da F5 tuşu ile program çalıştırılır Şekil 42. (üst) MOST formatındaki ağ verisi File->Load Bathymetry File ile seçilerek arayüze yüklenir. (alt sol) Harita yüklendikten sonra denizler beyaz karalar siyah olarak, haritanın boyutları size of the map kısmından ve haritanın ismi log dosyasında görüntülenir. (alt sağ) Üzerinde çalışılacak haritanın boyutları büyükse harita parçalara ayrılarak daha rahat çalışılınabilinir. Harita yüklendiğinde haritanın x ve y eksenlerinin kaç parçaya bölünebileceği hesaplanarak Divide bathymetry file bölgesine yerleştirilir. Kullanıcı istediği parça sayılarını seçtikten sonra Divide butonuna tıklayarak haritayı bölebilir. Size of one Division bölümünden parçalardan her birinin boyutu görüntülenir Şekil 43. Yüklenen harita parçalara ayrıldıktan sonra üzerinde çalışılmak istenen parça üzerine tıklanarak seçilir ve seçilen parçanın detaylı hali bir şekil olarak açılır. Örnekte kırmızı çember ile işaretlenen parçaya tıklanmış ve görüntüdeki şekil açılmıştır Şekil 44. İstenilen harita parçasının detaylı hali açıldıktan sonra Load selected division butonu ile seçilen bölgeye ait batimetrik ve topografik veriler gösterilir Şekil 45. Ayrıca açılan şeklin zoom in, zoom out ve pan seçenekleri kullanılarak sadece istenilen bölgenin bilgilerine ulaşmak mümkündür Şekil 46. Batimetri veya topografya değerinin değiştirilmesi komşu değerlerin ortalaması olarak yapılabilir. İlk önce değiştirilmek istenen değer seçilir ve Set focus butonu aktif hale gelir. Aktif hale gelen Set focus butonu tıklanarak seçilen değerin sabitlenmesi sağlanır. Bu sırada sabitlenen değerin iptali için aktif hale gelen Cancel focus butonu kullanılabilir Şekil 47. (üst) Ortalaması alınacak değerler (Ctrl+Fare) yardımıyla seçilir. İkinci değer seçildiğinde Adjust value butonu aktif hale gelir (en az 2 değer seçilmesi gerekir). (orta) Adjust value butonuna tıklandığında düzeltilmesi için seçilen değer, seçilen değerlerin ortalaması olarak değişir. Ayrıca Save to file butonu yapılan değişikliği kaydetmek için aktif hale gelir. (alt) Değiştirilen değerler ile ilgili ayrıntılı bilgi Log bölümünde kullanıcıya gösterilir Şekil 48. (üst) Düzeltme işlemi manuel olarak da yapılabilir. Değiştirilmek istenen değer seçilerek Set focus butonu aktif hale getirilir. Set focus butonu tıklanarak seçilen değerin sabitlenmesi sağlanır. Sabitlenen değerin iptali için aktif hale gelen Cancel focus butonu kullanılabilir. (orta) İstenilen değer işaretli kutucuğa girilerek Adjust value butonuna tıklandığında girilen değer yeni değer olarak kaydedilir. (alt) değiştirilen değerler ile ilgili ayrıntılı bilgi Log bölümünde kullanıcıya gösterilir ix

10 Şekil 49. Harita üzerinde istenilen değişiklikler yapıldıktan sonra Save to file butonu ile harita bir bütün olarak (bölünmüş parçalar şeklinde değil) /Bathymetry_out klasörünün içine kaydedilir ve kullanıcıya Log bölümünde gösterilir x

11 ÖZET Amerika Birleşik Devletleri Okyanus ve Atmosfer Yönetimi Tsunami Araştırma Merkezi tarafından geliştirilen tsunami erken uyarı sisteminin bir parçası tsunami yayılım veritabanıdır. Bu veritabanı 100 x 50 km 2 alanındaki depremler sonucu oluşan tsunamilerden yayılımları içermektedir. Bu tsunamiler birim tsunami kaynağı olarak isimlendirilmektedir. Bilinen fay hatları sıralı birim tsunami kaynakları kullanılarak modellenmiştir. Derin denizde tsunami yayılımının doğrusal olmasından dolayı önceden hesaplanmış tsunami yayılım sonuçları katsayılar ile çarpılarak veya katsayılar ile çarpılıp birleştirilerek istenilen deprem senaryosu oluşturulabilir. Yunanistan ve Türkiye kıyıları geçmişte yıkıcı tsunamilere maruz kalmıştır. Tarihte tsunami nedeniyle ilk kıyı tırmanmasına ait kayıtlar Thera volkanının patlamasıyla oluşan tsunamiye aittir. Bu tsunaminin Minoan uygarlığının sonunu hızlandırdığı görüşü hakimdir. Bugün, iki ülkenin kıyıları yoğun nüfusa sahip, yoğun turistik faaliyetlerin olduğu ve kritik yapıların yer aldığı bölgelerdir. Bu yüzden bölge için tsunami yayılım veritabanı hazırlanmasının bölgedeki tsunami çalışmalarına özellikle uzun tsunami tırmanma haritası ve olasılıksal haritaların ve kısa dönemli erken uyarı sistemlerinin hazırlanmasında katkısı olacaktır. Tsunami kaynaklarından yayılım hesapları geçerliliği kıstas problemleri ile karşılaştırılarak kanıtlanmış MOST modeli ile yapılmıştır. Ek olarak, elde edilen yayılım sonuçları MOST modelinin arayüzü Community Modeling Interface for Tsunamis (ComMIT) ile kullanılarak her ülkeden bir yerleşim merkezi için tsunami tırmanması hesaplanmıştır. xi

12 ABSTRACT The propagation database is one of the components of the tsunami forecasting methodology of the United States National Oceanic and Atmospheric Administration s Center for Tsunami Research (NCTR) at the Pacific Marine Environmental Laboratory. The database includes propagation results from 100 x 50 km 2 fault planes with a slip value of 1 m. These sources are referred to as unit sources. Subduction zones and known faults are modeled as sets of unit sources, while the linearity of tsunami propagation in the open sea allows scaling and/or combination of the pre-computed tsunami source functions to generate a desired seismic scenario. Greek and Turkish coastlines have been exposed to devastating tsunamis in the past. In fact, the first historical report of coastal inundation by tsunamis refers to the eruption of the Thera volcano in the eastern Mediterranean, which, most likely, precipitated the demise of the Minoans. Today, both countries have densely populated shorelines and have substantial touristic activities and critical infrastructures along their shorelines. Thus, the establishment of a tsunami propagation database in the Aegean Sea can help capacity building to develop for both long-term inundation mapping and probabilistic studies and short-term (real time) tsunami-forecasting capabilities in the region. While unit tsunami sources of 100 x 50 km 2 are defined to cover the Hellenic Arc subduction zone, 50 x 25 km 2 unit tsunami sources are used to cover local faults. Tsunami propagations from unit sources are calculated using MOST model, which is extensively validated and verified. Then the Community Modeling Interface for Tsunamis (ComMIT) which is an interface to the developed propagation database and inundation model MOST is used for near-shore modeling; one town in each country. xii

13 1. GİRİŞ Dünya dillerine 26 Aralık 2004 Hint Okyanusu tsunamisinden (Boxing Day tsunami) sonra yerleşen tsunami kelimesinin Japonca karşılığı liman dalgasıdır (tsu liman, nami dalga). Muhtemelen, tsunamiler ilk olarak ticari aktivitelerin yoğun olduğu limanlarda gözlemlendiklerinden bu şekilde isimlendirilmişlerdir. Limana yüksekliği az olarak giren tsunami, limanda sadece salınımlara neden olmayıp, bu salınımlar aşırı seviyelere ulaşabilir ve uzun sürede salınarak sönümlenebilir. Cresent City, Kaliforniya limanında 15 Kasım 2006 Kuril tsunamisinden sonra gözlemlenen salınımlar tsunaminin bu özelliğine örnek olarak verilebilir (Uslu vd., 2007). Japonya da tsunamilerin tarihi dokümantasyonu MS 9uncu yüzyıla kadar uzanmakla birlikte, tsunami nedeniyle ilk tarihsel kıyı tırmanması kayıtları MÖ 1620 de Ege Denizi ndeki Thera volkanının (Santorini) patlamasıyla oluşan tsunamiye aittir (Bruins vd., 2008). Marinatos (1939) bu tsunaminin Girit teki Minoan Uygarlığının sonu olduğunu savunmuşsa da, daha sonra elde edilen bilgiler, volkanik patlama ile sarayların yıkılma zamanları arasında tarih farkı olduğunu ortaya koymuştur. Girit te yapılan kazılar sırasında bulunan Bronz-çağı kalıntıları tsunaminin Minoan limanlarını yıktığını, gemilerine ve kıyıdaki ekim alanlarına zarar verdiğini ve ambarlarını yıktığını, bunun da Minoan uygarlığının son bulmasını hızlandırdığını ortaya koymuştur (Bruins, vd. 2008; Minoura vd., 2000). Benzer şekilde, 1755 Lizbon depremi (Great Lizbon or All Saints Day earthquake) ve tsunamisi Portekiz in gücünü sona erdirmiştir Lizbon depremi ve tsunamisinde o zamanki tahmin edilen dünya nüfusunun yaklaşık on binde biri hayatını kaybetmiştir. Bu tsunaminin etkilerinin abartıldığı düşünülse de 2004 Hint Okyanusu ve özellikle de televizyonlardan canlı olarak gösterilen 11 Mart 2011 Tohoku, Japonya (The Great East Japan earthquake disaster) tsunamilerinden sonra tsunaminin yıkıcı gücünü zihinlere canlandırmak hiç de zor değildir. Günümüzde kıyı bölgeleri oldukça gelişmiş, ticaret merkezleri oluşmuş ve milyonlarca kişinin yaşadığı yüksek riskli bölgeler haline gelmiştir. Ayrıca yüzlerce-binlerce turist tsunami riski olan bölgelerde tatil yapmaktadır. Sıcak yaz günlerinde Akdeniz ve Ege sahillerinde oluşacak bir tsunami felaketini düşünmek, Hollywood filmi The Impossible ı gözler önüne getirmekten farksızdır. Tsunamiler deniz tabanındaki depremler sonucu veya toprak kaymaları sonucu oluşan uzun deniz dalgalarıdır. Volkan patlamaları ve meteorit çarpmaları da daha az olmakla birlikte tsunami oluşumuna neden olabilir. Tsunamiler sadece kendi oluşturdukları bölgelerde değil ulusal sınırların dışındaki çok uzak mesafelerde de zararlara yol açmaktadır. 26 Aralık 2004 tsunamisi Hint Okyanusuna kıyısı olan 16 ülkeyi direkt olarak etkilemiştir. Ayrıca tsunami sırasında bölgede bulunan başka ülkelerden birçok turist de etkilenmiştir 1

14 (Synolakis ve Kong, 2006). Bölgede bulunan dört yüz yirmi sekiz İsveç vatandaşı turist (yaklaşık İsveç nüfusunun yirmi bir binde biri) hayatını kaybetmiştir (Okal, 2011). Tsunamilerin kıyı üzerinde yaratacağı etkilerin hesaplanması tsunami hidrodinamiği kapsamında ele alınmaktadır. Tsunami hidrodinamiği üzerine yapılan çalışmaların literatür özeti Synolakis ve Bernard (2006) da tarihsel yaklaşım ile sunulurken, Synolakis ve Kânoğlu (2009) ise bu gelişmeleri tsunami sayısal yöntemlerinin kıstas problemleri ile test edilmesi açısından özetlemiştir. Tsunamilerin etkilerini azaltmak için yapılan çalışmaları uzun ve kısa dönemli olarak ikiye ayırmak mümkündür. Uzun dönemli çalışmalar tsunami su basma veya olasılıksal su basma haritalarının (Sørensen vd., 2012; González vd., 2008) hazırlanması çalışmaları iken, kısa dönemli çalışmalar tsunami erken uyarı sistemi oluşturmaya yöneliktir (Titov, 2009). Özellikle Hint Okyanusu tsunamisinden sonra tsunami çalışmalarında önemli gelişmeler olmuştur (Bernard ve Robinson, 2009). Tsunami riski taşıyan bölgeler için bu afetin etkilerini azaltmak amacıyla tsunami erken uyarı sistemlerinin kurulması, 26 Aralık 2004 Hint Okyanusu tsunamisinden sonra büyük önem ve hız kazanmıştır (Synolakis ve Bernard, 2006). Şu anda Ege Denizi ve Akdeniz dışında bütün okyanus basenleri bir tsunami erken uyarı sisteminin parçasıdır. Detaylı olarak test edilmiş ilk tsunami erken uyarı sistemi Pacific Tsunami Warning Center (PTWC), Hawaii, ABD ve West Coast and Alaska Tsunami Warning Center (WC/ATWC), Alaska, ABD olmak üzere iki tsunami erken uyarı merkezinde 7 Haziran 2013 tarihinde kullanılmaya başlanmıştır (Titov, kişisel haberleşme, 8 Haziran 2013). Bu tsunami erken uyarı sistemi Pacific Marine Environmental Laboratory (PMEL), Seattle, Washington, ABD deki The United States National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) s Center for Tsunami Research (NCTR) tarafından geliştirilmiştir. Sistem, 2003 teki Rat Adaları, Alaska, ABD tsunamisi sırasında ilk kez gerçek zamanlı olarak uygulanmış ve bundan sonra meydana gelen 2004 Hint Okyanusu ve 2011 Japonya tsunamisi de dahil olmak üzere her tsunami olayında gerçek zamanlı olarak uygulanarak geçerliliğini göstermiştir (Tang vd., 2012; Wei vd., 2008; Titov, 2009). NCTR tarafından geliştirilen tsunami erken uyarı sisteminin başarılı olmasının en önemli nedeni hem erken uyarı sisteminin 2013 den sonra olan her tsunami sırasında gerçek zamanlı olarak test edilmesi, hem de sistemin bir parçası olarak kullanılan tsunami sayısal modellemesinin Synolakis vd. (2008) de belirtilen kıstas problemleri kullanılarak test edilmiş olmasındandır. NCTR tarafından geliştirilen tsunami erken uyarı sisteminin web-tabanlı olarak geliştirilmesi çalışmaları devam etmektedir (Burger vd., 2013). Bu raporda uluslararası ikili işbirliği çerçevesinde Institute of Applied & Computational Mathematics (IACM), Foundation for Research and Technology (FORTH), Heraklion, Girit, Yunanistan ile ortak olarak yürütülen (EK A, EK B, EK C) proje kapsamında yapılan çalışmalar özetlenecektir. Raporda öncelikle NCTR tarafından geliştirilen tsunami yayılım 2

15 veritabanı açıklanacaktır (Bölüm 2). Sonraki bölümde kıyı tırmanmasını hesaplamak için kullanılan ve yine NCTR tarafından geliştirilen Community Modeling Interface for Tsunamis (ComMIT) arayüzü kısaca tanıtılacaktır. Dördüncü bölümde NCTR de geliştirilen yöntem paralelinde Ege Denizi ne birim tsunami kaynaklarının yerleştirilmesinde uygulanan yöntem açıklanacaktır. Birim tsunami kaynakları Yunanistan ve Türkiye tarafından ortak olarak kullanıldıklarından, bu projede, iki ülke arasındaki ortak çalışma bu bölümde yoğunlaşmıştır. Bölüm 5 de Ege kıyısında modelleme yapmak üzere seçilen Fethiye Körfezi için üçlü-ağ geliştirmede kullanılan yöntem açıklanmış ve modelleme sonuçlarına Bölüm 6 da yer verilmiştir. Yürütülen analitik çalışmalar Bölüm 7 de özetlenerek, projenin sonuçları Bölüm 8 de kapsamlı olarak değerlendirilmiştir. 2. NCTR TSUNAMİ YAYILIM VERİTABANI Gerek uzun dönemli gerekse de kısa dönemli tsunami riskini azaltmaya yönelik sistemlerin bir çoğu önceden hesaplanmış tsunami yayılım modellerinin kullanılmasına dayanmaktadır. Önceden hesaplama yöntemi gerçek zamanlı olarak yapılması gereken hesaplama süresini kısaltmakta ve acil durum yöneticilerine gerekli tedbirlerin alınması için daha fazla zaman vermektedir. Bu bağlamda, NCTR tarafından tsunami yayılım veritabanı oluşturulmuştur (Gica vd., 2008). Bureau of Meteorology (BoM), Avustralya da NCTR tarafından geliştirilen tsunami yayılım veritabanına benzer şekilde bir veritabanı oluşturmuştur (Greenslade ve Titov, 2008; Greenslade vd., 2007). NCTR veritabanı tsunami üretme potansiyeli olan fay hatları boyunca 100x50 km 2 büyüklüğünde birim tsunami kaynakları tanımlama yoluna giderken, BoM tsunami potansiyeli olan faylar boyunca seçilen noktalarda M w 7.5, 8.0, 8.5 ve 9.0 büyüklüğünde depremler tanımlayıp bu tsunami kaynaklarına ait yayılımları hesaplamış ve veritabanı oluşturmuştur. Kısaca açıklanacak olursa, PTWC ve WC/ATWC için NCTR tarafından geliştirilen tsunami erken uyarı sisteminin bileşenleri: okyanus baseni üzerinde tsunami yayılımlarını içeren veritabanı, derin denizde tsunami yüksekliğinin ölçümü ve kıyı bölgelerinde tsunami tırmanmasının gerçek zamanlı hesaplanması için hazırlanmış modeller olarak açıklanabilir. NCTR tsunami erken uyarı sistemi gerçek zamanlı olarak kullanılması önceden hazırlanmış birim tsunami kaynaklarının okyanus baseni üzerinde yayılma model sonuçlarının ve gerçek zamanlı okyanus ölçümlerinin kullanılarak tsunami kaynağının tanımlanması üzerine kurulmuştur. NCTR yaklaşımında, derin denizde tsunami yayılımının doğrusal olmasından hareketle, veritabanındaki birim tsunami kaynaklarının yayılım sonuçları uygun katsayılar ile çarpılarak veya katsayılar ile çarpılıp birleştirilerek gerçek zamanlı deniz ölçümlerinin elde 3

16 edilmesiyle tsunami kaynağı belirlenmektedir (Şen, 2011; Percival vd., 2009). Tsunami yüksekliğinin derin denizde gerçek zamanlı ölçülmesi Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis (DART) adı verilen ve PMEL tarafından dizayn edilerek başta Pasifik olmak üzere okyanus basenlerine yerleştirilen şamandıralar aracılığı ile yapılmaktadır (González vd., 2005). Şu anda ABD, Avustralya, Japonya, Rusya, Şili, Tayland, Ekvator ve Hindistan ın sahip olduğu DART istasyonlarından ( gerçek zamanlı veri almak mümkündür (Bernard vd., 2013). Gerçek zamanlı DART verisi kullanılarak saptanan tsunami kaynağına ait yayılım modelleme sonuçları (dalga yüksekliği ve iki yöndeki hız bileşeni) tsunami riski taşıyan kıyılar için geliştirilen sayısal modellerde sınır şartı ve/veya ilk şart olarak kullanılıp gerçek zamanlı tahminler yapılmaktadır. NCTR tsunami erken uyarı sisteminde Pasifik, Atlantik ve Karayipler deki ABD ve ABD bölgesindeki kıyılardaki 75 yerleşim merkezi için tsunami erken uyarı modelleri hazırlanmıştır (Tang vd., 2009). Geliştirilen bu modellere örnek olarak Homer, Alaska (Kânoğlu, 2014a), Port Angeles, Washington (Kânoğlu, 2014b) ve Hawaii (Tang vd., 2008) modelleri verilebilir. NCTR metodu çerçevesinde tsunamilerin kıyılara etkilerini incelemek için geliştirilen sayısal modelleme yöntemini üç ana başlık altında değerlendirmek mümkündür: deformasyon, yayılım ve tırmanma. Açıklandığı üzere NCTR yönteminde deformasyon ve yayılım aşamaları önceden hazırlanmış olup gerçek zamanda sadece tsunami tırmanması kısmına ait hesaplamaları yapmak gerekmektedir. Bu yaklaşım gerçek zamanlı tsunami uyarısı yapmak için gerekli zamanı oldukça kısaltmakta ve acil durum yöneticilerine gerekli tedbirleri alabilmeleri için yeterli zamanı vermektedir. Tsunami çalışmalarında uygulanan genel yaklaşım, deprem sonucu okyanus tabanında oluşan deformasyonun deniz yüzeyine aynen uygulanarak tsunami yayılım problemine başlangıç koşulu olarak uygulanmasıdır. Bu yaklaşım depremin yayılım hızının tsunaminin yayılım hızına oranla daha büyük olması nedeniyle iyi bir yaklaşım olarak değerlendirilmektedir (Arcas vd., 2013). Okyanus tabanında deprem sonucu oluşan deformasyon, yerkabuğunu yarı-sonsuz elastik bir ortam, okyanusu ise yerkabuğu üzerinde sıkıştırılamaz sıvı bir tabaka olarak kabul eden fay modeliyle hesaplanmaktadır (Okada, 1985; Gusiakov, 1978). Tsunaminin deniz üzerinde yayılımın hesaplanması, özellikle de Pasifik Okyanusu gibi büyük basenlerde, çok zaman almakta, bu da gerçek zamanlı hesap yapmayı engellemektedir. Bu hesaplama süresi göz önüne alınarak, NCTR'nin tsunami erken uyarı sisteminde söz konusu basen etrafında yer alan dalma-batma bölgeleri üzerine 100x50 km 2 boyutlarında tsunami kaynakları yerleştirilmiştir. Bu kaynaklar birim tsunami kaynağı olarak adlandırılmaktadır. Potansiyel deprem olacak bölgelere yerleştirilen birim tsunami kaynaklarından tsunami yayılımları sözkonusu okyanus baseni için hesaplamış ve veritabanı oluşturulmuştur (Gica vd., 2008). NCTR tsunami yayılım veritabanında Pasifik, Atlantik ve 4

17 Hint Okyanusları 1600 den fazla birim tsunami kaynağı tanımlanarak kapsanmıştır (Şekil 1). Yeni oluşan tsunamiler değerlendirilerek gerekli görüldükçe yeni birim tsunami kaynakları tanımlanmaktadır. Birim tsunami kaynakları okyanuslardaki dalma-batma bölgeleri boyunca, bu bölgelerin genişliğine göre sıralı olarak yerleştirilmiştir (Şekil 2). a) Batı Pasifik b) Doğu Pasifik c) Atlantik d) Hint Okyanusu Şekil 1. a) Batı Pasifik, b) Doğu Pasifik, c) Atlantik, d) Hint Okyanusu basenlerinde dalmabatma bölgeleri üzerine NCTR tarafından yerleştirilen birim tsunami kaynakları (kırmızı) (Gica vd., 2008). Şekil Gica vd. (2008) den alınmıştır. Şekil 2. NCTR veritabanında Aleutian Alaska Cascadia dalma-batma bölgesine yerleştirilen birim tsunami kaynakları. Şekil Gica vd. (2008) den alınmıştır. 5

18 Şekil 3. Deprem parametreleri. 100x50 km 2 boyutlarındaki birim tsunami kaynaklarından tsunami yayılımı 7.5 büyüklüğündeki depreme 1 m yer değiştirmeye karşılık düşecek şekilde hazırlanmıştır. Burada sismik moment M 0 = μ u 0 L W, olarak hesaplanabilir. Burada, dünyanın katılık katsayısı μ = dynes/cm 2 olarak alınmıştır. u 0 fay düzleminin ortalama yer değiştirme miktarını, L fay uzunluğunu ve W fay genişliğini göstermektedir ve cm boyutlarındadır (Şekil 3). Depremin moment büyüklüğü M w ise M w = (2/3) log(m 0 ) 10.7, olarak hesaplanmaktadır. Doğrultu, dalım ve kayma açıları ve odak derinlikleri (Şekil 3), birim tsunami kaynaklarının bulunduğu dalma-batma bölgelerinin özellikleri ele alınarak belirlenmiştir. Ancak NCTR tarafından tanımlanan birim kaynaklarından hiçbiri Akdeniz ve Ege Denizi nde yer almamaktadır. Bölgede tsunami zararlarını azaltma kapasitesinin arttırılması amacıyla Ege Denizi nde Yunanistan ile ortak olarak geliştirilen proje kapsamında birim tsunami kaynakları tanımlanarak bu eksikliğin kısmen giderilmesine çalışılmıştır. Birim tsunami kaynaklarının iki sıra halinde tanımlanması halinde birim tsunami kaynaklarının ikinci sırasının derinliği, geometriden, h b = h a + W sin δ, 6

19 olarak hesaplanabilir. Burada h a, h b, W ve δ sırası ile birinci sıranın derinliğini, ikinci sıranın derinliğini, kaynak genişliğini ve dalım açısını göstermektedir (Şekil 4). Birim tsunami kaynaklarının ikiden fazla sıralı olması halinde benzer şekilde geometriden derinlik hesabı kolayca yapılabilir. Şekil 4. Birim tsunami kaynaklarının derinliklerinin şematik olarak gösterimi. 2.1 Tsunami Yayılımının Hesaplanması NCTR tarafından parametreleri belirlenen birim tsunami kaynakları için tsunami yayılımı sözkonusu okyanus baseni için hesaplanmıştır. Birim tsunami kaynaklarından oluşan tsunaminin okyanus baseni üzerindeki yayılımı, etkinliğini kanıtlamış bir sayısal yöntem olan Method of Splitting Tsunamis (MOST) yöntemiyle hesaplanmaktadır. MOST modeli University of Southern California (USC), Los Angeles, ABD de geliştirilen (Titov ve Synolakis, 1998, 1997; Titov, 1997) ve daha sonra NCTR da geliştirilmeye devam edilen ve Synolakis vd. (2008) de tanımlanan analitik, deneysel ve arazi kıstas problemlerine uygulanarak geçerliliğini kanıtlamış bir modeldir. NCTR veritabanı için yayılım hesaplamaları yapılırken 4 yay-dakika (yaklaşık 4000 m x 4000 m) çözünürlükte sayısal çözümleme ağı kullanılmıştır. Kıyı için geliştirilen gerçek zamanlı tsunami uyarı modellerinde sınır ve/veya ilk şart olarak kullanılmak üzere yayılım sonuçlarından dalga yüksekliğine ve her iki yöndeki hız bileşenine gerek olduğundan bu parametrelerin veritabanında korunması gerekmektedir. Sözkonusu parametreler herbir çözümleme ağ noktasında her zaman adımında korunulduğunda, her ne kadar sıkıştırılarak korunsalar da, çok yer tutmaktadır. Ayrıca veritabanına dünyanın her yerinden sözkonusu okyanus basenleri etrafındaki kıyı şeridinde geliştirilen modeller için ComMIT kullanıcıları tarafından ulaşılabilmektedir. ComMIT arayüzünde modelin çalıştırılması halinde modelde seçilen birim tsunami kaynakları için model dış ağı sınırında ve/veya içerisinde sınır ve/veya ilk şartları tanımlamak için dalga yüksekliği ve iki yöndeki hız bileşeni yerel bilgisayara indirilmektedir. Bu da büyük veri dosyaları olması halinde sorun yaratmaktadır. Bu nedenle 4 7

20 yay-dakika çözünürlükte yapılan yayılım hesapları veritabanında 16 yay-dakika çözünürlüğünde korunmuştur. Ayrıca hesaplama yapılan okyanus basenine bağlı Courant- Friedrichs-Lewy (CFL) şartına uyarak saniye arasında seçilen zaman adımında hesaplama yapılmasına rağmen 1 dakika aralıklarla veritabanında korunmuştur. Tsunami yayılım veritabanında dalga yükseklik ve iki yöndeki hız bileşeni dosyaları Network Common Data Format (NetCDF) formatında ( saklanmaktadır. Kısaca, açıklandığı üzere, birim tsunami kaynaklarından yayılım sonuçları kıyı tırmanması hesaplanması için sınır şartı ve/veya ilk şart olarak kullanılmaktadır. Oluşacak depremin 7.5 tan büyük olması veya tek bir birim tsunami kaynağı ile depremi modellemenin mümkün olmadığı durumlarda, derin denizde tsunami yayılımının doğrusal olmasından dolayı, önceden hesaplanmış birim tsunami kaynaklarından oluşan tsunami yayılımı sonuçları katsayılar ile çarpılarak veya katsayılar ile çarpılıp birleştirilerek deprem büyüklüğünün büyütülmesiyle tsunami senaryoları oluşturulabilmektedir. Gerçek zamanlı tsunami tahmini sırasında birim tsunami kaynakları yayılım sonuçlarının katsayılar ile çarpımı ve birleştirilmesi, meydana gelen depremin büyüklüğü veya DART şamandıralarından (Şekil 5) gelen derin denizdeki tsunami yüksekliği ölçümleri baz alınarak yapılmaktadır (Bernard vd., 2013; Tang vd. 2012; Wei vd., 2008). 2.2 Tsunami Kıyı Tırmanmasının Hesaplanması Tsunaminin kıyı üzerindeki tırmanması Şekil 5 de Hilo, Hawaii için verildiği gibi çözünürlüğü kıyıya yaklaştıkça artan üçlü-ağ kullanılarak modellenebilir ve kıyılar için su baskını hesaplamaları yapılabilir. Bu hesaplamalar yine MOST sayısal çözümleme yöntemi ile ComMIT adı verilen arayüz kullanılarak etkin bir şekilde yapılabilmektedir (Titov vd., 2011). ComMIT arayüzünün detayları Bölüm 3 de kısaca özetlenmiştir. Tsunami senaryosu sadece deprem büyüklüğü kullanılarak veya önceki bölümde açıklandığı şekilde DART verisi kullanılarak belirlendikten sonra, tsunami veritabanındaki yayılım sonuçları birleştirilerek, seçilen bölgeye özel, yüksek çözünürlüklü çözünürlüğü dışarıdan içeriye doğru artan içiçe geçmiş üçlü-ağ sistemine sınır şartı ve/veya ilk şart olarak uygulanmaktadır. Uygulanan şartlar altında A-ağı içersinde doğrusal olmayan sığ-su dalga denklemleri çözülerek sonuçlar B-ağına sınır şartı olarak oradan da aynı yöntemle C-ağına aktarılarak C-ağı içerisindeki kıyı bölgesi için tsunaminin kıyı üzerindeki tırmanması hesaplanmaktadır. Çözünürlüğü gittikçe artan üç aşamalı teleskopik ağ yapısı su baskını hesaplamalarının daha hassas olarak yapılmasına imkan sağlamaktadır. Ayrıca derin denizde daha az çözünürlük yeterli olduğundan üçlü-ağ sistemi her bölgede yeteri kadar ağ çözünürlüğü açık denizde az çözünürlük, kıyıya yaklaştıkça yüksek çözünürlük kullanılmasına imkan sağlayarak 8

21 hesaplama zamanının kısaltılmasını mümkün kılmaktadır. ComMIT arayüzü birim tsunami kaynaklarından oluşan yayılım sonuçlarının kullanıcılar tarafından ortak olarak kullanılmasına olanak sağlarken, genellikle paylaşılması yasak olan kıyı batimetri ve topoğrafya verilerini paylaşmadan aynı tsunami kaynağı için modelleme yapılmasına olanak sağlamaktadır. Bu proje kapsamında da tsunami yayılım veritabanı Yunanistan ve Türkiye tarafından ortak olarak kullanılmış fakat her ülke kendi seçtiği kıyı şeridi için batimetri ve topoğrafya verilerini paylaşmadan modelleme yapmıştır. Şekil 5. (üst-sol) Pasifik ve Kuril Adası dalma-batma bölgeleri üzerindeki NCTR ın birim tsunami kaynakları. (üst-sağ) Daireler bölgedeki derin deniz tsunami ölçüm istasyonlarını (DART) göstermektedir. Yeşil dikdörtgenler deprem bölgesindeki potansiyel birim tsunami kaynaklarını kırmızı dikdörtgenler ise DART verisi kullanılarak belirlenen tsunami kaynağını göstermektedir. (alt) Hilo, Hawaii için NCTR tarafından hazırlanarak gerçek zamanlı tsunami su baskını hesaplamalarında kullanılan üçlü-ağ uygulaması. A-, B- ve C-ağlarında çözünürlük giderek artmaktadır. 3. COMMUNITY MODELING INTERFACE for TSUNAMIS (ComMIT) 1964 Alaska tsunamisinden sonra the United Nations Educational, Scientific, and Cultural Organization (UNESCO) nun Intergovernmental Oceanographic Commission (IOC) tsunami 9

22 uyarıları için ilk Intergovernmental Coordination Group (ICG) yi oluşturarak 1965 yılında Pasifik için tsunami uyarı sistemini kurmuştur. 26 Aralık 2004 yılındaki Hint Okyanusu tsunamisinden sonra UNESCO/IOC the Indian Ocean Tsunami Warning and Mitigation System (ICG/IOTWS) yi oluşturmuştur. ICG/IOTWS Aralık 2005 yılında Hyderabad, Hindistan daki ikinci toplantısında bölgedeki tsunami modelleme altyapısını güçlendirmek amacıyla bir model geliştirilmesi öngörüsünde bulunmuştur. Bu öngörü çerçevesinde NCTR MOST modeline ComMIT arayüzünü geliştirmiştir (Titov vd., 2011). ComMIT arayüzü özellikle Asya ülkelerini kapsayan bir dizi eğitim çalıştayı aracılığı ile kıyı mühendisliği çalışmaları yapanlara, özellikle de ülkelerinde tsunami erken uyarı sistemlerinin geliştirilmesinden sorumlu olan merkezlere dağıtılmıştır ve dağıtılmaya devam edilmektedir. Burada tsunami oluşması ve gerçek zamanlı modellenmesi halinde NCTR tarafından belirlenen senaryonun ComMIT kullanıcılarına hemen sağlandığını belirtmekte fayda vardır. Modelleme çalışmalarının anlaşılması açısından ComMIT arayüzü burada kısaca açıklanacaktır. ComMIT arayüzü ile tsunami yayılım veritabanındaki yayılım sonuçlarını sınır ve/veya ilk şart olarak kullanıp çözünürlüğü gittikçe artan, içiçe geçmiş üçlü-ağ sistemi kullanarak tsunami kıyı tırmanmasını hesaplamak mümkün olmaktadır. ComMIT arayüzü model parametrelerini tanımlamak ve sonuçlarını görüntülemek için çeşitli modüllerden oluşmuştur. Bu modüller aşağıda kısaca açıklanmıştır 1. Model oluşturma modülü: Bu modül tsunami senaryosunun oluşturulmasına ve sayısal çözümleme yöntemi MOST un parametrelerinin tanımlanmasına olanak vermektedir. Modellemesi yapılacak bölge için hazırlanan ve kıyıya yaklaştıkça çözünürlüğü artan üçlü-ağ sistemi MOST formatında hazırlanıp (MOST manual, 2006) yeni model oluşturularak ComMIT arayüzüne yüklenir. Üçlü-ağ sistemi arayüze yüklendikten sonra Şekil 6a da olduğu gibi görünecektir. Bu aşamada geliştirilecek model için kullanılacak tsunami kaynaklarının seçilmesi gereklidir. Birim tsunami kaynaklarının seçimi Şekil 6a dan yapılacağı gibi Şekil 6b deki menüden seçilerek de yapılabilmektedir. Ayrıca Şekil 6b deki menüden 1 m olarak tanımlanan yer değiştirme miktarları değiştirilip gerekli deprem büyüklüğü elde edileceği gibi deprem büyüklüğünün tanımlanması halinde bu büyüklüğü oluşturulacak yer değiştirmeler her bir kaynağa eşit olarak dağıtılacaktır. Yine bu modüldeki (Şekil 6c) arayüz kullanılarak sayısal modelleme parametrelerini tanımlamak mümkündür. Bu arayüzü kullanarak her ağ için CFL şartlarına göre belirlenmiş 1 Bu çalışmada ComMIT arayüzünün (1.6.7) versiyonu kullanılmış olup Titov vd. (2011) da açıklanan versiyondan (1.4.3) farklıdır. 10

23 zaman adımlarını, modelleme süresini, sürtünme faktörünü, animasyon için gerekli parametreleri tanımlamak mümkündür. Bu tanımlamalar yapıldıktan sonra sayısal çözümleme yöntemi çalıştırılabilir. Şekil 6d de model çalıştırıldıktan sonra model çalışma aşamaları gösterilmektedir. Şekil 6. ComMIT model oluşturma modülü. a) Düşük çözünürlükten yüksek çözünürlüğe içiçe geçmiş üçlü-ağ sistemi; A-ağı (yeşil), B-ağı (sarı), C-ağı (kırmızı), modelleme için ilk ve/veya sınır şartlarını oluşturmak için kullanılabilecek birim tsunami kaynakları (beyaz dikdörtgenler) ve modelleme için seçilen birim tsunami kaynağı (yeşil dikdörtgen). Modelleme başlatıldığında seçilen birim tsunami kaynağı için veri tabanından yayılım sonuçları A-ağı sınırları ve/veya içerisindeki ağ noktaları için yerel bilgisayara indirildiğinde yeşil renk kırmızıya dönüşmektedir. b) Deprem büyüklüğü veya yer değiştirme miktarının tanımlanabildiği modül. c) MOST modelinin parametrelerinin tanımlandığı modül. d) MOST modelinin çalışması sırasında modelin ilerleme aşamalarını gösteren modül. İlk şartlar modülü: Bu modülde seçilen tsunami kaynağına bağlı olarak A-ağı sınırında ve/veya içerisinde uygulanan ilk şartlar görülebilmektedir (Şekil 7). Bu modellemede olduğu gibi eğer seçilen tsunami kaynağı üçlü-ağ sistemi içerisinde ise bu kaynağa ait ilk şartlar daha belirgin bir şekilde görülebilmektedir. 11

24 Şekil 7. Kullanılan ilk şartların A-ağı içerisinde gösterilmesi. Burada Fethiye Körfezi için hazırlanan modelde A-ağı içerisinde olan Şekil 6 da seçili birim tsunami kaynağı için elde edilen ilk şartlar verilmiştir. Şekil 8. Modelleme yapılacak üçlü-ağ sisteminin gösterimi. Burada Fethiye Körfezi için geliştirilen modelin C-ağı gösterilmiştir. 12

25 Şekil 9. Animasyon modülü kullanılarak her ağ için animasyon yapılabilir. Burada Fethiye Körfezi için hazırlanan C-ağı için gösterilmiştir. Animasyonlar Google Earth formatında kaydedilip Google Earth üzerinde gösterilebilir (Bölüm 6). Ayrıca ağlar içerisinde seçilecek bir ağ noktasında dalga yüksekliğinin zamanla değişimi gözlenebilir ve kaydedilebilir. Burada, Fethiye Körfezi ndeki tsunami uyarı noktasındaki (kırmızı yıldız) dalga yüksekliği verilmiştir. Üçlü-ağ modülü: Bu modül su baskını hesaplamalarında kullanılacak üçlü-ağ sistemindeki ağlara ait (A-, B-, ve C-ağları) batimetrik ve topoğrafik veriyi görmeye olanak sağlamaktadır. Fethiye Körfezi ne ait su baskını modellenmesi için hazırlanan üçlü-ağ sistemi Şekil 8 de C- ağı için gösterilmektedir. Animasyon modülü: Bu modül her ağ için tsunami yayılımı sonuçlarının animasyonuna olanak sağlamaktadır (Şekil 9). Ayrıca bu modül kullanılarak her ağ içerisinde istenen noktada tsunami yüksekliğinin zamanla değişimi görülebilmekte ve kaydedilebilmektedir. Animasyonların Google Earth formatında kaydedilerek Google Earth üzerinde görüntülenmesi de mümkündür. Maksimum/minimum tsunami sonuçları modülü: Bu modül üçlü-ağ sistemindeki her ağ için ağ noktalarında maksimum ve minimum tsunami yüksekliklerinin yanısıra maksimum tsunami hızlarının da görüntülenmesine olanak vermektedir (Şekil 10). 13

26 Şekil 10. A-, B- ve C-ağlarında her bir ağ noktası için maksimum, minimum dalga yükseklikleri ve maksimum hızları bu modül ile görüntülenebilir. Burada Fethiye Körfezi için hazırlanan C-ağında maksimum dalga yükseklikleri verilmiştir. Bu sonuçlar yine Google Earth formatında kaydedilip Google Earth üzerinde gösterilebilir (Bölüm 6 da örnek gösterim verilmiştir). 4. EGE DENİZİ NDE BİRİM TSUNAMİ KAYNAKLARININ TANIMLANMASI Ege Denizi ne birim tsunami kaynaklarının yerleştirilmesi için öncelikle tarihsel tsunamilerin yer aldığı kataloglar, yayınlar gözden geçirilmiş ve tsunami yaratma potansiyeli olan diğer sismik bölgeleri inceleyen yayınlar (Mitsoudis vd. 2013; Altınok vd., 2011; Yolsal ve Taymaz, 2012, 2010a, b; Ambraseys ve Synolakis, 2010; Hamouda, 2010; Salamon, 2010; Shaw ve Jackson, 2010; Stiros, 2010; Ambraseys, 2008; Lorito vd., 2008; Taymaz vd., 2008; Shaw vd., 2008; Papadopoulos vd., 2007; Yolsal vd., 2007; Bohnhoff, 2005; Guidoboni and Comastri, 2005; Hamouda, 2005; Tinti vd., 2005; Altınok vd., 2005, 2000; Banetatos; 2004; Laigle, 2004; Taymaz vd., 2004; Bohnhoff, 2001; Minoura vd., 2000a, b; Soloviev, 2000; Papazachos ve Papaioannou, 1999; Papazachos vd., 1999; Guidoboni and Comastri, 1997; Papazachos ve Papazachou, 1997; Papazachos, 1996; Pirazzoli, 1996; Hatzfeld, 1993; Papadopoulos, 1993; Taymaz, vd. 1991; Ambraseys ve Jackson, 1990; Soloviev, 1990; Jackson ve McKenzie, 1988; Papadopoulos ve Chalkis, 1984; Antonopoulos, 1980; Ambraseys, 1962) taranarak tsunami oluşturacak depremlerin parametreleri belirlenmiştir. 14

27 Yerleştirilen birim tsunami kaynakları yerleştirildikleri bölgelere göre Bölüm de açıklanacaktır. Ege Denizi ndeki tarihsel tsunamiler için de yayılım veritabanı hazırlanabilir. Ancak oluşturulan sistemin amacı birim tsunami kaynaklarının kullanılarak oluşan ve oluşabilecek tsunami olaylarının modellenebilmesidir. NCTR veritabanında sadece birim tsunami kaynaklarına ait tsunami yayılımlarına yer verilmiştir. NCTR veritabanı ile paralellik sağlamak adına tarihsel tsunamilere ait yayılım sonuçları veri tabanının bir parçası olarak değerlendirilmemiştir. Ancak, Yunanistan proje ortağımız ile yaptığımız çalışmalar sırasında NCTR veritabanına entegre edilecek yayılım sonuçları dışında tarihsel tsunamilere ait ayrı bir veritabanı hazırlanarak tarihsel tsunamileri modellemek isteyen araştırmacıların kullanımına açılmıştır. Tarihsel tsunamilerin yayılım hesaplamalarına ait bilgiler EK B de sunulmuştur. Tarihsel tsunamiler değerlendirilerek oluşturulan tsunami yayılım veritabanı özellikle González vd. (2009) da olduğu gibi olasılıksal su basma haritalarının hazırlanmasında kullanılabilir. Hazırlanan birim tsunami kaynakları ile ilgili daha geniş bilgi Hoto (2015) de sunulacaktır. Şekil 11. RUM (kavuniçi) kullanılarak Helenik Yayı boyunca oluşturulan birim tsunami kaynakları (Gudmundsson ve Sambridge, 1998). Kaynak parametreleri Tablo 1 de verilmiştir. 15

28 Tablo 1. RUM kullanılarak Helenik Yayı boyunca yerleştirilen birim tsunami kaynaklarının parametreleri. Dalım ve kayma açıları, sırası ile, 20 ve 90 olarak seçilmişlerdir. Birim tsunami kaynakları 100x50 km 2 lik alanın 1 m yer değiştirmesi ile tanımlanmışlardır. İsim Boylam ( E) Enlem ( N) Doğrultu ( ) Derinlik (km) ra ra rb ra rb ra rb ra rb ra rb ra rb ra rb ra rb ra rb ra rb ra rb ra rb ra rb ra rb ra rb ra rb ra rb ra rb ra rb ra rb

29 Şekil 12. RUM (Gudmundsson ve Sambridge, 1998) kullanılarak Helenik ve Kıbrıs Yayları boyunca oluşturulan birim tsunami kaynaklarının (Şekil 11) ComMIT ortamında gösterimi. Kaynak parametreleri Tablo 1 de verilmiştir. 4.1 Helenik Yayı Boyunca Yerleştirilen Birim Tsunami Kaynakları Helenik Yayı boyunca the regionalized upper mantle (RUM) sismik modelinden yararlanılarak oluşturulan birim tsunami kaynakları yerleştirilmiştir (Gudmundsson ve Sambridge, 1998; Birim tsunami kaynağı deprem alanlarının üst kenarları RUM modelinin 0 km eş-derinlik eğrisi boyunca olacak şekilde ve 5 km derinlikte 20 lik dalım açısı ile yerleştirmeler yapılmıştır (Şekil 11). Papazachos (1996) da Helenik Yayı nın batı kısmı için 19 lik doğu kısmı için 27 lik dalım açıları verildiği değerlendirilerek 20 lik dalım açısının bu bölge için temsili bir değer olduğu kabul edilmiştir. Ayrıca, Tinti vd. (2005) tarafından Helenik Yayı nın doğu ve batı tarafında oluşabileceği varsayılan depremlerde 20 lik dalım açıları kullanılmıştır. Gudmundsson ve Sambridge (1998) referans alınarak iki sıra olarak yerleştirilen 100x50 km 2 birim tsunami kaynaklarını oluşturacak depremlerin yerleri ve doğrultuları Tablo 1 de verilmiş olup kayma açıları 90, a ve b sıraları için derinlikler sırası ile 5 km ve km olarak seçilmişlerdir. Helenik Yayı boyunca tanımlanan 100x50 km 2 boyutlarındaki birim tsunami kaynakları için yer değiştirmeler 1 m seçilmiştir. Bu NCTR veri tabanının hazırlanmasında olduğu gibi 7.5 büyüklüğünde depreme denk düşmektedir. Birim tsunami kaynakları tanımlandıktan sonra ComMIT ortamında Şekil 12 deki gibi görülmektedir. 17

30 4.2 Kıbrıs Yayı Boyunca Yerleştirilen Birim Tsunami Kaynakları Kıbrıs Yayı, Nubia-Sinai ve Anadolu levhalarının arasındaki sınırın tanımladığı bir yaydır. Batıda Helenik Yayının devamı olup doğuda Anadolu, Sinai ve Arabistan üçlü birleşmesinde son bulur. Aletsel olarak kayıt edilen depremlerin merkezleri yay boyunca kuzeybatı, güneybatı ve kuzeydoğu kısımlarda yoğunlaşmıştır (Wdowinsky vd., 2006). Burada, Arvidsson vd. (1998) nin yorumlamasını da adapte ederek yine 100x50 km 2 birim tsunami kaynakları Kıbrıs ın güneydoğu ucuna kadar yerleştirilmiştir. Birim tsunami kaynaklarının dalım ve kayma açıları Helenik Yayı boyunca tanımlanan birim tsunami kaynaklarında olduğu gibi, sırası ile, 20 ve 90 olarak seçilmiştir ve 7.5 büyüklüğündeki depreme karşı düşecek şekilde 1 m yer değiştirmesi ile tanımlanmışlardır. Bu bölgeye yerleştirilen birim tsunami kaynaklarının yerleri Şekil 13 de gösterilmiştir ve parametreleri Tablo 1 de verilmiştir. Birim tsunami kaynaklarının tanımlandıktan sonra ComMIT ortamında gösterimi Şekil 12 de verilmiştir. Şekil 13. Gudmundsson ve Sambridge (1998), Bird (2003) ve Yolsal vd. (2007) nin birleştirilerek birim tsunami kaynaklarının Kıbrıs Yayı boyunca yerleştirilmesi. 18

31 Şekil 14. Papazachos (1996) da verilen blok modellerinin kenarları (üst) kullanılarak elde edilen tsunami kaynakları (alt). Tanımlanan birim tsunami kaynaklarına ait deprem parametreleri Tablo 2 de verilmiştir. 19

32 4.3 Papazachos (1996) a Baz Alınarak Tanımlanan Birim Tsunami Kaynakları Helenik Yayı boyunca yerleştirilen birim tsunami kaynaklarının yanı sıra 50x25 km 2 boyutlarındaki birim tsunami kaynakları iki sıra halinde (Şekil 14) Rodos un güneydoğusuna yerleştirilmiştir (Papazachos, 1996). Yaklaşık 170 km uzunluğunda olan bu fayın dalım açısı Papazachos (1996) a göre Helenik Yayının doğu kısmında tipik olan 27 dir. Bu birim tsunami kaynakları Papazachos ve Papazachou (1997) tarafından Rodos un güneydoğusunda tanımlanan bölgeyi de kapsamak üzere yerleştirilmiştir ve deprem parametreleri Tablo 2 de verilerek Şekil 15 de ComMIT ortamında gösterilmiştir. Tablo 2. Papazachos (1996) daki verilere göre belirlenen tsunami kaynaklarını oluşturacak depremlerin parametreleri. Dalım ve kayma açıları, sırası ile, 27 ve 90 olarak seçilmişlerdir. Birim tsunami kaynakları 50x25 km 2 lik alanın 1 m yer değiştirmesi ile tanımlanmışlardır. İsim Boylam ( E) Enlem ( N) Doğrultu ( ) Derinlik (km) ra pa pb pa pb pa pb pa pb Şekil 15. Papazachos (1996) da baz alınarak hazırlanan 50x25 km 2 boyutlarındaki birim tsunami kaynaklarının ComMIT ortamında gösterimi. Birim tsunami kaynaklarına ait deprem parametreleri Tablo 2 de verilmiştir. 20

33 4.4 Floyd vd. (2010) a Baz Alınarak Tanımlanan Birim Tsunami Kaynakları Kuzey Anadolu Fayı (KAF) ve Saros basenleri Ege Denizi ndeki en belirgin batimetrik özelliklerden olup bununla uyumlu olarak bölgede yanal atımlı faylar mevcuttur (Taymaz vd., 1991). Ancak, Amorgos ve Levos gibi bazı Ege adalarının dik kıyıları ve derin basenlerde yer almaları bölgede normal atımlı fayların olacağının göstergesidir (Taymaz vd., 1991). Amorgos Adası nın güneyindeki normal fay ile sınırlanan dik kıyı şeridi M~ depreminin sebebi olarak görülebilir ve bu deprem Ege Denizi nde kayıt edilen en önemli deprem olup bölgesel tsunami oluşturmuştur (Okal vd., 2009). Diğer bölgelere yapılan yerleştirmelerde olduğu gibi iyi tanımlanmış fay sınırlarına birim tsunami kaynaklarının yerleştirilmesi fikri Orta Ege için açıkça uygulanabilir değildir. Bu yüzden de fayların hakkındaki en iyi bilgi ve tarihsel depremlere dayanarak birim tsunami kaynaklarını yerleştirmek uygun görülmüştür. Burada, normal faylar Floyd vd. (2008) de belirtilen blok modellerinin sınırlarına Şekil 16 de gösterildiği gibi yerleştirilmiştir. Tanımlanan birim tsunami kaynakları bölgedeki fay mekanizmalarını oldukça kaba bir yaklaşımla ele alan bir yaklaşım olup orta Ege deki bütün normal atımlı fayları kapsamamaktadır. Buna rağmen burada sunulan birim tsunami kaynakları bölgede şu an için bir kapsama sunmaktadır. Bu bölgede tsunami oluşturacak depremler dalım açıları 25 civarında olan normal faylardır. Bu yerleştirme yapılırken bölgenin sismik yapısı göz önüne alınarak 100x50 km 2 tsunami kaynakları yerine 50x25 km 2 boyutlarında tsunami kaynaklarının kullanılması uygun görülmüştür. Bu tsunami kaynakları için kullanılan parametreler, bu fayların yakınında oluşan ve Okal vd. (2009) tarafından modellenen Amorgos 1956 tsunamisi için seçilen mekanizmaya benzemektedir. Birim tsunami kaynakları yine iki sıra halinde yerleştirilmişlerdir. Birim tsunami kaynaklarına ait parametreler Tablo 3 de verilmiş ve ComMIT ortamında Şekil 17 de gösterilmiştir. 4.5 NAF Baz Alınarak Tanımlanan Birim Tsunami Kaynakları Papanikolaou ve Papanikolaou (2007) ve Taymaz vd. (1991) değerlendirilerek Kuzey Ege ye Şekil 13 de gösterildiği üzere bir sıra birim tsunami kaynağı yerleştirilmiştir. Dalım ve kayma açıları, sırası ile, 60 ve -90 olarak seçilmiştir ve derinlikleri 1 km olarak tanımlanmıştır. Birim tsunami kaynakları 25x17 km 2 lik alanın 1 m yer değiştirmesi ile tanımlanmışlardır. Tanımlanan birim tsunami kaynaklarına ait parametreler Tablo 4 da verilmiş ve ComMIT ortamında Şekil 19 de verilmiştir. 21

34 Şekil 16. Floyd vd. (2010) da verilen blok modellerinin kenarları kullanılarak elde edilen tsunami kaynakları. Tanımlanan 50x25 km 2 boyutlarındaki birim tsunami kaynaklarına ait bilgiler Tablo 3 de verilmiş ve Şekil 17 de ComMIT ortamında gösterilmiştir. 22

35 Tablo 3. Floyd vd. (2010) da göre belirlenen 50x25 km 2 boyutlarındaki birim tsunami kaynaklarını oluşturan depremlerin parametreleri. Dalım ve kayma açıları, sırası ile, 25, -90 olarak seçilmişlerdir. Birim tsunami kaynakları 50x25 km 2 lik alanın 1 m yer değiştirmesi ile tanımlanmışlardır. İsim Boylam ( E) Enlem ( N) Doğrultu ( ) Derinlik (km) ra fa fb fa fb fa fb fa fb fa fb fa fb fa fb fa fb fa fb fa fb fa fb fa fb fa fb fa fb fa fb fa fb fa fb

36 Şekil 17. Floyd vd. (2010) kullanılarak tanımlanan birim tsunami kaynaklarının ComMIT ortamında gösterimi. Şekil 18. Kuzey Anadolu Fayı boyunca yerleştirilen birim tsunami kaynakları. Birim tsunami kaynaklarını tanımlamak için kullanılan parametreler Tablo 4 de verilmiştir. 24

37 Tablo 4. KAF boyunca yerleştirilen birim tsunami kaynaklarını oluşturacak depremlerin parametreleri. Dalım ve kayma açıları, sırası ile, 60 ve -90 olarak seçilmişlerdir. Birim tsunami kaynakları 25x17 km 2 lik alanın 1 m yer değiştirmesi ile tanımlanmışlardır. İsim Boylam ( ) Enlem ( ) Doğrultu ( ) Derinlik (km) ra a a a a a a a a a a a Şekil 19. Kuzey Anadolu Fayı boyunca yerleştirilen birim tsunami kaynaklarının ComMIT ortamında görünüşü. Birim tsunami kaynaklarını tanımlamak için kullanılan parametreler Tablo 4 de verilmiştir. 5. MODELLEME AĞLARININ HAZIRLANMASI Tsunami yayılımının ve özellikle de kıyı üzerinde tsunami tırmanmasının hesaplanmasında yüksek çözünürlüklü batimetri ve topoğrafya verisi kullanılması çok önemlidir. Yüksek çözünürlüklü veri ile tsunami modellemesi yapmak modellemenin hassasiyetini arttırmakla 25

38 birlikte (Titov ve Synolakis, 1997), kullanılan verinin sözkonusu çözünürlükteki ham veriden üretilmesi önemlidir. Az çözünürlüklü batimetri ve topoğrafya verisinden interpolasyon yolu ile daha yüksek çözünürlüklü gibi görünen veri elde edip kullanmak modellemenin hassasiyetini arttırmayacağı gibi yanlış değerlendirmelere de yol açacaktır. Proje kapsamında sağlanan ve kullanılan veriler Bölüm de özetlenmiştir. Türkiye kıyıları için topoğrafya verileri Harita Genel Komutanlığı (HGK), batimetri verileri ise Seyir Hidrografi ve Oşinografi Dairesi Başkanlığı (SHODB) tarafından düzenlenmektedir. Tsunami modellemesi için batimetri ve topoğrafya verilerinin birleştirilerek kullanılması gerekmektedir. Türkiye de iki farklı kurum verileri düzenlediğinden sözkonusu verilerin birleştirilmiş olarak sağlanması mümkün olmamıştır. Proje kapsamında yapılan batimetri ve topoğrafya verilerinin birleştirilmesi işlemi Bölüm 5.3 de açıklanmıştır. Ayrıca, Bölüm 5.4 de batimetri ve topoğrafya verileri birleştirildikten sonra oluşturulan modelleme ağları açıklanarak detayları verilmiştir. Modelleme ağlarının hazırlanmasında izlenen yöntem daha detaylı olarak Sharghivand (2014) de açıklanacaktır. 5.1 Batimetri Verileri Yayılım Hesaplamalarında Kullanılan Batimetri Verisi Birim tsunami kaynaklarından yayılım hesapları the General Bathymetric Chart of the Oceans (GEBCO) dan ( sağlanan 30 yay-saniye çözünürlüğündeki batimetri verisi kullanılarak yapılmıştır. 30 yaysaniye çözünürlüğü yaklaşık 900 metrelik ağ çözünürlüğüne karşılık gelmektedir. Proje kapsamında Ege Denizi ve Doğu Akdeniz de birim tsunami kaynakları tanımlanmış ve yayılım hesaplamaları yapılarak kullanıma açılmıştır. Ege Denizi nin yanı sıra Akdeniz de de birim tsunami kaynaklarının tanımlanması için ön çalışma yapılmıştır. Ancak birim tsunami kaynaklarının parametrelerine henüz son şekilleri verilemediğinden kullanıma açılmamıştır. Ege Denizi nde tanımlanan birim tsunami kaynaklarının yanı sıra Akdeniz de de birim tsunami kaynakları tanımlaması yapıldığında yayılım hesaplarında Ege Denizi ve Akdeniz basenlerinin bir bütün olarak değerlendirilmesi gereklidir. Bu nedenle tsunami yayılım hesaplamalarını yapmak için kullanılan bölge Akdeniz i de kapsayacak şekilde seçilmiştir (Şekil 20). Seçilen bölge 30 yay-saniye çözünürlüğünde 2280 x 6000 ağ noktasına karşılık düşmektedir. Tsunami modellemesi sırasında özellikle tek ağ noktasından oluşan adacıklar, düşük çözünürlükten dolayı tek ağ noktası olarak kendini gösteren körfezler, yine düşük çözünürlükten dolayı tek ağ noktası genişliğinde denize uzanan mendirekler ve ölçüm hatalarından kaynaklanacak iki ağ noktası arasında aşırı değişimler eğimler problem 26

39 oluşturabilmektedir. Seçilen bölgeye ait 30 yay-saniye çözünürlüğündeki batimetri verisi GEBCO dan sağlandıktan sonra Matlab ortamında geliştirilen ve EK D de açıklanan arayüz kullanılarak yukarıda bahsedilen problemlere sahip ve yayılım hesapları sırasında problem oluşturan ağ noktaları düzeltilmiştir. Bu problemler giderildikten sonra tsunami yayılımları bir problem ile karşılaşılmadan hesaplanmıştır. Şekil 20. Birim tsunami kaynaklarından yayılım hesaplarında kullanılan bölge Kıyı Tırmanması Hesaplarında Kullanılan Batimetri Verileri Batimetri verilerinin Seyir Hidrografi ve Oşinografi Dairesi Başkanlığı (SHODB) ndan sayısal olarak elde edilmesi mümkün olmamıştır. Bu nedenle proje kapsamında modelleme çalışma alanı olarak seçilen Fethiye Körfezi için SHODB tarafından yayınlanan seyir haritalarının sayısallaştırılması yoluna gidilmiştir. Haritalardaki eş-derinlik eğrileri, kıyı şeridi ve harita üzerinde verilen merkator değerleri sayısallaştırılmıştır. Sayısallaştırılan haritalar 1:25000 çözünürlükte olup sınırları ve sayısallaştırılan veriler kullanılarak elde edilen eş-derinlik eğrileri Şekil 21 de Google Earth ortamında gösterilmiş ve Tablo 5 de bilgileri verilmiştir. Tablo 5 de, ayrıca, sayısallaştırıldıktan sonra elde edilen nokta sayıları verilmiştir. Sayısallaştırılan haritalar World Geodetic System (WGS) standart formatında (WGS84) olup iz düşümler merkator iz düşümü formatındadır. Bu bilgi özellikle batimetrik verilerin topoğrafik veriler ile birleştirilmesi sırasında önem göstermektedir. 27

40 Şekil 21. Sayısallaştırılan haritaların ait oldukları bölgelerin ve elde edilen veriler kullanılarak bulunan eş-derinlik eğrilerinin Google Earth üzerinde gösterimi: (F1-kırmızı) Fethiye Körfezi, (F2-sarı) Göcek Limanı, (F3-mavi) Kapıdağ Yarımadası-Tersane Adası. Sözkonusu haritalara ait bazı bilgiler Tablo 5 de verilmiştir. 5.2 Topoğrafya Verileri GEBCO verisi kullanılarak geliştirilen modelleme ağları için GEBCO da var olan topoğrafik veriler kullanılmıştır. Diğer ağlar için topoğrafya verileri HGK ve the United States Geological Survey (USGS) (USGS, 2014) veri tabanı ( olmak üzere iki kaynaktan sağlanmıştır. Şekil 22 de Fethiye Körfezi için HGK ve USGS verilerinin Google Earth kullanılarak kıyı şeridi için karşılaştırılması yapılmıştır. İki kaynaktan sağlanan veriler 1 yay-saniye (yaklaşık 30 m) çözünürlüktedir. USGS verisinin kıyı çizgisini doğru olarak yansıtmadığı görülmektedir. USGS den sağlanan veriler WGS 84 referansındadır. Ancak izdüşümün merkator izdüşümü olarak elde edilememesinin kıyı çizgisinde farklılık gözlenmesine neden olduğu düşünülmektedir. USGS verisi için iz düşümün merkator olarak elde edilmesi konusunda çalışmalar yapılmış fakat sonuç alınamamıştır. Bu konuda yapılan çalışmalara Sharghivand (2014) de yer verilecektir. 28

41 Tablo 5. Sayısallaştırılan SHODB haritalarına ait bazı parametreler. İsim Bölge Enlem ( E) Boylam ( N) Sayısallaştırılan nokta sayısı F1 Fethiye Körfezi F2 Göcek Limanı F3 Kapıdağ Yarımadası Tersane Adası F Üç haritanın birleşimi Şekil 22. a) HGK ve b) USGS topografya verilerinin modelleme bölgesi Fethiye Körfezi kıyı şeridi için Google Earth kullanılarak karşılaştırılması. 29

42 Şekil 23. (üst) Sayısallaştırma yoluyla elde edilen batimetri, (orta) HGK topoğrafya ve (alt) birleştirilmiş verilerin Google Earth ortamında kıyı çizgisi için karşılaştırılması. Batimetri verileri gösterilirken topoğrafya verileri (üst), topoğrafya verileri gösterilirken batimetri verileri (orta) sıfır olarak alınmıştır. 30

43 5.3 Topoğrafya ve Batimetri Verilerinin Birleştirilmesi Yukarıda elde edilme yöntemi açıklanan batimetri ve topoğrafya verilerinin kıyı üzerinde tsunami tırmanmasını modellemek için birleştirilmesi gereklidir. Proje kapsamında batimetrik ve topoğrafik verilerin birleştirilmesi şu şekilde yapılmıştır: HGK ve USGS den elde edilen topoğrafik verilerin üretileceği sınırlar üzerinde çok fazla kontrol olmadığından öncelikle topoğrafik veriler saptanan bölge için istenen çözünürlükte sağlanmıştır. Sayısallaştırılan haritalardan elde edilen batimetrik veriler topoğrafya verisinin sınırları ile aynı sınırlara ve aynı çözünürlüğe ( yay-saniye, yaklaşık 30 m) sahip olacak şekilde SURFER programında kriging interpolasyonu kullanılarak batimetrik ağ verisi üretilmiştir. Burada hem batimetri hem de topoğrafya verileri WGS84 referans sistemine göre verildiğinden birleştirme işleminde herhangi bir dönüştürme yapılmasına gerek kalmamıştır. Daha sonra topoğrafik verisinden üretilen ağ yapısında kara değeri olan ağ noktalarındaki yükselti değerleri batimetri ağında yükselti değerleri yerlerine (derinlik değeri olmayan yerlere) yerleştirilmiştir. Birleştirilen bu veriler MOST formatında yazılarak (MOST manual, 1999) ComMIT arayüzünde kullanılmaya hazır hale getirilmiştir. Oluşturulan modelleme ağlarına ait parametreler Bölüm 6 da açıklanacaktır. 5.4 Modelleme Ağlarının Hazırlanması Proje kapsamında modelleme bölgesi olarak seçilen Fethiye Körfezi bölgesi için Tablo 6 de verilen üçlü-ağ yapıları hazırlanmıştır. Sınırları farklı olarak hazırlanan iki farklı genişlikteki A- ağı GEBCO verisi kullanılarak 30 yay-saniye (yaklaşık 900 m) çözünürlüğünde hazırlanmıştır. A-ağında topoğrafya verileri GEBCO verisinden gelen verilerdir. Değişik büyüklükteki bu ağlar A-ağı büyüklüğünün modelleme sonuçları üzerindeki etkisini incelemek üzere kullanılacaktır. B-ağı için üç farklı ağ hazırlanmıştır (Tablo 6). Bunlardan ikisi Tablo 5 de parametreleri verilen sayısallaştırılan üç haritanın birleştirilmesi ve SURFER programında interpole edilmesiyle üretilen 10 yay-saniye (yaklaşık 300 m) ve 5 yay-saniye (yaklaşık 150 m) çözünürlüklerindeki B1- ve B2-ağlarıdır. B1- ve B2-ağlarında topoğrafya verileri HGK den elde edilen veriler kullanılarak yukarıda açıklanan yöntemle hazırlanmıştır. Üçüncü B-ağı (B3) 30 yay-saniye çözünürlüğündeki GEBCO verisinin 10 yay-saniye çözünürlüğünde interpole edilmesiyle hazırlanmıştır. B3-ağı için GEBCO verisinde var olan topoğrafya değerleri kullanılmıştır. Hazırlanan bu ağ özellikle düşük çözünürlükteki (30 yaysaniye) veriden interpolasyon yolu ile elde edilen yüksek, daha doğru bir deyimle yüksek gibi görünen, çözünürlükteki (10 yay-saniye) verinin kullanılmasının modelleme sonuçlarına etkisini göstermekte kullanılacaktır. Hazırlanan C-ağı Fethiye Körfezi haritasının (Şekil 21 ve Tablo 5 deki F1 haritası) sayısallaştırılmasıyla elde edilen verilerin yine SURFER programında 1 yay-saniye (yaklaşık 30 m) çözünürlükte interpole edilmesiyle elde edilmiştir. 31

44 Burada oluşturulan modelleme ağlarından değişik kombinasyonlarda üçlü-ağlar oluşturularak modelleme çalışmalarında kullanılmıştır. Tablo 6. Hazırlanan ağ yapıları ile ilgili bilgiler. Ağ ismi Ağ sınırları Enlem ( E) Boylam ( N) Ağ çözünürlüğü (yay-saniye) Ağ uzunluğu (Enlem / Boylam (m)) Ağ noktası sayısı nx x ny Batimetri Kaynak Topoğrafya A yay-saniye 924 m / m 186 x 227 GEBCO GEBCO A yay-saniye 924 m / m 186 x 81 GEBCO GEBCO B yay-saniye 310 m / ~249 m 116 x 62 F1+F2+F3 (Tablo 5) HGK B yay-saniye 155 m / ~125 m 230 x 123 F1+F2+F3 (Tablo 5) HGK B yay-saniye 155 m / ~124 m 223 x 127 GEBCO İnterpolasyon GEBCO İnterpolasyon C yay-saniye ~31 m / ~25 m 397 x 289 F1 (Tablo 5) HGK 6. MODELLEME ÇALIŞMALARI Modelleme çalışmaları kapsamında öncelikle Bölüm 4 de tanımlanan birim tsunami kaynakları için yayılım hesapları yapılmıştır. Yayılım hesapları tamamlandıktan sonra yayılım sonuçları kullanılarak projenin Yunanistan ayağında Heraklion, Girit için Türkiye ayağında ise Fethiye Körfezi için modelleme çalışmaları yapılmıştır. Yapılan modelleme çalışmaları burada kısaca özetlenecektir. Tsunami yayılım hesaplamaları ve kıyı tırmanması ile ilgili modelleme çalışmaları, sırası ile, Hoto (2015) ve Sharghivand (2014) de detaylı açıklanacaktır. 6.1 Tsunami Yayılım Modelleme Çalışmaları Birim tsunami kaynaklarının parametrelerine karar verildikten sonra her birim tsunami kaynağı için tsunami yayılım hesapları Bölüm de açıklanan bölge için hesaplanmış ve veritabanında korunmuştur. Kısaca, her birim tsunami kaynağı için CFL şartına uygun olarak 2.5 saniye zaman adımı kullanılarak 6 saatlik yayılım hesaplaması yapılmıştır. Yayılım hesaplamalarının ComMIT üzerinden üçlü-ağ sistemi için sınır ve ilk şart olarak kullanılması için dalga yükseklikleri ile iki yöndeki hız bileşenlerine ihtiyaç vardır. Bu bilgiler NetCDF 32

45 formatında veritabanında korunmuştur. Ayrıca, her yayılım sonucu için animasyon hazırlanarak yapılan yayılım hesaplamaları kontrol edilmiş ve sorunsuz oldukları gözlenmiştir. Helenik Yayı na yerleştirilen ra9 (Şekil 12, Tablo 1) tsunami kaynağı için yayılım sonuçları Şekil 24 de verilmiştir. Bölüm 2 de kısaca açıklanan NCTR yaklaşımından da açıklandığı üzere, her ağ noktasında ve her zaman adımında bu bilgilerin korunması halinde fazla yer tutmaktadır. Ayrıca bu veri tabanının Ege Denizi ve Akdeniz kıyıları için modelleme yapmak isteyen diğer ComMIT kullanıcıları tarafından kullanılması halinde, internet üzerinden kullanılacak birim tsunami kaynaklarına ait yayılım sonuçlarının internet üzerinden indirilmesi gerekmektedir. Tsunami yayılım sonuçları sıkıştırılarak korundukları halde modelleme sırasında bu indirme işlemi zaman almakta, internet kesintilerinden etkilenmektedir. Bu nedenle NCTR veritabanında olduğu gibi sonuçlar her ağ noktasında ve her zaman adımında korunmayarak, 2 yay-dakika (yaklaşık 3600 m) çözünürlüğünde ve 1 dakika zaman adımı için veritabanında korunmuştur. Yayılım sonuçları ile ilgili detaylı bilgi Hoto (2015) de verilecektir. Birim tsunami kaynakları için hesaplanan yayılım sonuçları (dalga yüksekliği ve iki yöndeki hız dosyaları, animasyonlar), ftp:// / sunucusuna yüklenmiştir (Kullanıcı adı: tsunami Şifre: sources). Dalga yüksekliğini gösteren şekiller ve animasyonlar bu sunucuya bağlanarak gözlenebileceğinden burada şekillere yer verilmemiştir. Sunucudaki veriler Yunanistan ve NCTR ile paylaşılarak yayılım sonuçlarının ComMIT arayüzü ile sorunsuz kullanılabildiği görülmüştür. Ancak bu dosyalar büyük olduğundan dosyaların NCTR veritabanında olduğu gibi sıkıştırılarak kullanılması için çalışmalar yapılmaktadır. Bu işlemler tamamlandığında veritabanına üç sunucu (Türkiye, Yunanistan ve Amerika da NCTR) üstünden ulaşılması sağlanacaktır. 6.2 Tsunami Kıyı Tırmanması Modelleme Çalışmaları Yukarıda açıklanan yöntemle tsunami modellemesi yapılacak Fethiye Körfezi bölgesi için ağ yapıları (Tablo 6, Şekil 25-Şekil 28) oluşturulduktan sonra Tablo 7 de verilen değişik ağ yapıları oluşturularak modelleme sonuçları karşılaştırılmıştır. Oluşturulan modelleme ağ yapıları ve modellemede kullanılan parametreler Tablo 7 de gösterilmiş ve modelleme sonuçları Şekil 29-Şekil 32 de gösterilmiştir. 33

46 Şekil 24. Helenik Yayı na yerleştirilen ra9 (Şekil 12, Tablo 1) birim tsunami kaynağına ait tsunami yayılım sonuçları. Yayılım hesapları 1 m yer değiştirmeye karşılık düşen 7.5 büyüklüğündeki deprem için yapılmıştır. 34

47 Tablo 7. Model üçlü-ağ yapıları. Model ismi Kullanılan ağlar Zaman adımı (saniye) A B C A B C Modelleme ağları Modelleme sonuçları Fethiye 1 A1 B1 C Şekil 25 Şekil 29 Fethiye 2 A1 B2 C Şekil 26 Şekil 29 Fethiye 3 A2 B2 C Şekil 27 Şekil 30 Fethiye 4 A2 B3 C Şekil 28 Şekil 31 Fethiye 5 A2 B2 C Şekil 27 Şekil 33 Fethiye 6 A2 B2 C Şekil 27 Şekil 33 Açıklandığı üzere hazırlanan modelleme ağları değişik kombinasyonlarda birleştirilerek farklı üçlü-ağ sistemleri oluşturulmuştur. Yapılan altı değişik model ile modelleme ağlarının modelleme sonuçlarına etkileri tartışılacaktır. Modelleme sonuçlarının karşılaştırılması C-ağı içerisinde her ağ noktasında maksimum ve minimum dalga yükseklikleri ve maksimum dalga hızları kullanılarak yapılacaktır. Ayrıca Fethiye Körfezi için Kandilli Rasathanesi ndeki Bölgesel Tsunami İzleme ve Değerlendirme Merkezi tarafından seçilen tsunami uyarı noktasında ( E, N, Şekil 9) dalga yüksekliğinin zamana göre değişimleri de model sonuçlarının karşılaştırılmasında kullanılacaktır. Burada yapılan Fethiye 1-4 modelleme çalışmalarında pa2 kaynağı (Tablo 2, Şekil 15) kullanılıp, yer değiştirme 4 m seçilerek deprem büyüklüğü 7.5 olarak elde edilmiştir. Fethiye 1 (A1+B1+C, Şekil 25) ve Fethiye 2 (A1+B2+C, Şekil 26) modelleme sonuçları karşılaştırılarak B-ağı çözünürlüğünün modelleme sonuçlarına etkisi araştırılmıştır (Şekil 29). 10 yay-saniye (B1) ve 5 yay-saniye (B2) çözünürlüklerini kullanmanın modelleme sonuçlarına büyük bir etkisi olmadığı görülmektedir. Fethiye 2 (A1+B2+C, Şekil 26) ve Fethiye 3 (A2+B2+C, Şekil 27) modelleme sonuçlarının karşılaştırılması ile de A ağının genişliğinin modelleme sonuçlarına etkisi araştırılmıştır (Şekil 30). A-ağının küçültülmesiyle modelleme sonuçlarında bir değişiklik gözlenmemiştir. Fethiye 3 (A2+B2+C, Şekil 27) ve Fethiye 4 (A1+B3+C, Şekil 28) modellerinin karşılaştırılması ile düşük çözünürlüklü veriden interpolasyon yolu ile yüksek çözünürlüklü veri üretip modelleme yapmanın modelleme sonuçlarını nasıl etkileyeceğini göstermek üzere yapılmıştır (Şekil 31). Sadece B-ağının bile düşük çözünürlüklü veriden interpolasyon yolu ile elde edilmesi halinde bile beklendiği şekilde interpolasyon yolu ile elde edilen veri ile yapılan modelleme sonuçları daha gerçekçi veri kullanılarak yapılan modelleme sonuçlarını 35

48 yansıtmamaktadır. Modelleme sonuçlarının Google Earth formatında kaydedilerek Şekil 32 de gösterildiği gibi Google Earth de görüntülenmesi mümkündür. Hazırlanan modellerin her durumda sorunsuz çalışması gereklidir. NCTR tarafından geliştirilen uyarı modelleri test edilirken çok küçük ve çok büyük tsunamiler için sorunsuz çalışıp çalışmadıkları test edilmektedir. Burada da Fethiye Körfezi için geliştirilen model çok küçük (pa2 birim tsunami kaynakları 0.01 m yer değiştirme; moment büyüklüğü 5.8) ve büyük (ra19+rb19 birim tsunami kaynakları m yer değiştirme; moment büyüklüğü 8.5) tsunami altında test edilmiştir. İki durumda da geliştirilen modelin sorunsuz çalıştığı gözlenmiştir (Şekil 33). NCTR tarafından tsunami erken uyarı sisteminin bir parçası olarak tsunami uyarı modeli geliştirilirken iki ayrı model geliştirilmektedir. Öncelikle referans model olarak adlandırılan yüksek çözünürlükte üçlü-ağ hazırlanmaktadır. Daha sonra ağların çözünürlükleri azaltılarak 4 saatlik tsunami yayılımını 10 dakikada hesaplayacak ve yüksek çözünürlüklü model sonuçlarını yansıtacak bir model geliştirilmektedir. Geliştirilen bu model tsunami erken uyarı modeli olarak isimlendirilmektedir. Burada Fethiye Körfezi için geliştirilen model tsunami erken uyarı modeli olarak yeterli görülse de yüksek çözünürlüklü veri ile üretilmiş üçlü-ağ yapısı ile yapılacak model çalışmaları ile karşılaştırılarak geçerliliğini göstermek önemlidir. Tsunami uyarı sistemi geliştirmekte kullanılabilecek bu modelleme yaklaşımı Kandilli Rasathanesi bünyesinde kurulan Bölgesel Tsunami İzleme ve Değerlendirme Merkezi tarafından belirlenen tsunami erken uyarı noktaları için, burada Fethiye Körfezi için geliştirilen modele benzer olarak, geliştirilebilir. Bu kapsamda Türkiye kıyılarındaki tsunami uyarı noktaları için geliştirilecek modeller Sharghivand (2014) de sunulacaktır. 36

49 Şekil 25. Fethiye 1 modelinin ağ yapısı; A1 (yeşil), B1 (sarı), C (kırmızı). Ağ özellikleri Tablo 6 da özetlenmiştir: A1-ağı (30 yay-saniye), B1-ağı (10 yay-saniye) ve C-ağı (1 yay-saniye). 37

50 Şekil 26. Fethiye 2 modelinin ağ yapısı; A1 (yeşil), B2 (sarı), C (kırmızı). Ağ özellikleri Tablo 6 da özetlenmiştir: A1-ağı (30 yay-saniye), B2-ağı (5 yay-saniye) ve C-ağı (1 yay-saniye). 38

51 Şekil 27. Fethiye 3, 5 ve 6 modellerinin ağ yapısı; A2 (yeşil), B2 (sarı), C (kırmızı). Ağ özellikleri Tablo 6 da özetlenmiştir: A2-ağı (30 yay-saniye), B2-ağı (5 yay-saniye) ve C-ağı (1 yay-saniye). 39

52 Şekil 28. Fethiye 4 modelinin ağ yapısı; A2 (yeşil), B3 (sarı), C (kırmızı). Ağ özellikleri Tablo 6 da özetlenmiştir: A2-ağı (30 yay-saniye), B3-ağı (10 yay-saniye) ve C-ağı (1 yay-saniye). 40

53 Şekil 29. Fethiye Körfezi için hazırlanan (sol) Fethiye 1 ve (sağ) Fethiye 2 modellerinin sonuçlarının C-ağı için karşılaştırılması: (yukarıdan aşağıya) maksimum dalga yüksekliği, minimum dalga yüksekliği, maksimum dalga hızı, uyarı noktasında dalga yüksekliğinin zamanla değişimi. 41

54 Şekil 30. Fethiye Körfezi için hazırlanan (sol) Fethiye 2 ve (sağ) Fethiye 3 modellerinin sonuçlarının C-ağı için karşılaştırılması: (yukarıdan aşağıya) maksimum dalga yüksekliği, minimum dalga yüksekliği, maksimum dalga hızı, uyarı noktasında dalga yüksekliğinin zamanla değişimi. 42

55 Şekil 31. Fethiye Körfezi için hazırlanan (sol) Fethiye 3 ve (sağ) Fethiye 4 modellerinin sonuçlarının C-ağı için karşılaştırılması: (yukarıdan aşağıya) maksimum dalga yüksekliği, minimum dalga yüksekliği, maksimum dalga hızı, uyarı noktasında dalga yüksekliğinin zamanla değişimi. 43

56 Şekil 32. Fethiye 3 modeli için a) 0, b) 30, c) 60, d) 90, e) 120 dakikalarındaki dalga yüksekliklerinin ve d) her ağ noktasındaki maksimum dalga yüksekliklerinin Google Earth ortamında gösterimi. Bu gösterim burada C-ağı için verilmiş olup diğer ağlar (A- ve B-ağları) için de gözlenebilir. 44

57 Şekil 33. Fethiye Körfezi için hazırlanan (sol) Fethiye 5 ve (sağ) Fethiye 6 modellerinin sonuçlarının C-ağı için verilmiştir: (yukarıdan aşağıya) maksimum dalga yüksekliği, minimum dalga yüksekliği, maksimum dalga hızı, uyarı noktasında dalga yüksekliğinin zamanla değişimi. 45

58 7. ANALİTİK ÇALIŞMALAR Sığ-su dalga denklemleri, tsunamilerin analitik modellenmesinde kullanılan başlıca denklemlerdendir. Bu denklemlerin tsunamilerin yayılım ve kıyı üzerindeki tırmanma evrelerini çok iyi modelledikleri gösterilmiştir (Synolakis ve Kânoğlu, 2008; Synolakis ve Bernard, 2006). Problemin tanımlanma şekline göre, çözülmesi gereken denklemler bir ya da iki uzay değişkeni içeren, doğrusal olan ya da olmayan denklemler olabilir. Literatürdeki analitik çalışmalar özellikle doğrusal (Kânoğlu ve Synolakis, 1998; Synolakis, 1987) ve doğrusal olmayan denklemlerin bir boyutta çözümünde (Kânoğlu ve Synolakis, 2006; Kânoğlu, 2004; Synolakis, 1987; Carrier and Greenspan, 1958) yoğunlaşmıştır. Proje kapsamında aşağıda kısaca açıklanan analitik çözümler geliştirilmeye çalışılmıştır. Bir boyutlu sabit eğimli kıyı üzerinde doğrusal olmayan çözüm: Bir boyutlu doğrusal olmayan sığ-su dalga denklemlerinin hodograf dönüşümü olarak bilinen dönüşüm yardımıyla çözülmesi klasik bir çözüm yöntemi olarak kıyı mühendisliği literatüründe yerini almıştır. Ancak mevcut çözümlerin hemen hepsinde hodograf dönüşümü integral dönüşümü ile birlikte uygulanmıştır (Carrier ve Greenspan, 1958; Carrier vd., 2003; Kânoğlu, 2004). Bu yöntemin kullanılabilmesi için problem bir başlangıç-değer (Carrier vd., 2003; Kânoğlu, 2004) ya da sınır-değer problemi olarak formüle edilmelidir (Synolakis, 1987; Antuono ve Brocchini, 2007). Başlangıç-değer probleminin çözüm integralleri hesaplamada bazı zorluklar getiren eliptik integraller olarak kendini gösterirken, sınır-değer problemi ise açık deniz sınırında kullanılacak sınır şartını yaklaşık olarak tanımlamayı gerektirmektedir. Mevcut iki yaklaşım sınır şartı olarak doğrusal problemin çözümünü kullanmak (Synolakis, 1987) veya problemi pertürbasyon yöntemiyle çözmek (Antuono ve Brocchini, 2007) olarak özetlenebilir. Aydın (2011)'de ise bu problem farklı bir bakış açısıyla, bir özdeğer problemi olarak ele alınmış ve akış değişkenleri Fourier-Bessel serileri cinsinden elde edilmiştir. Bunun için, en genel şekilde, ilk anda hızı sıfırdan farklı olarak eğim üzerinde tanımlanan (başlangıç koşulu) dalgalar için, açık deniz sınırında sıfır hız sınır koşulu alınarak bir başlangıç-sınır değer problemi olarak çözülmüştür. Böylelikle Gauss dalgası ve genelleştirilmiş N-dalgası gibi çok çeşitli ilk dalga profilleri için dalga yayılımı ve kıyı tırmanması kolaylıkla elde edilebilmiştir. Yeni yöntem ile elde edilen sonuçlar integral dönüşüm metodları sonuçları ile karşılaştırılmış ve sonuçların uyumlu olduğu gözlemlenmiştir. Aydın (2011)'de önerilen, hodograf dönüşümünün integral dönüşümü yerine özdeğer açılımı yöntemiyle birlikte uygulanması, mevcut yöntemlerin dezavantajlarını ortadan kaldırmakta ve bir başlangıç-sınır-değer problemi tanımlanabilmesiyle daha genel bir çözüm elde edilmesini mümkün kılmaktadır. 46

59 Ayrıca, başlangıç-değer problemindeki gibi eliptik integrallerin hesaplanması zorunluluğu ortadan kalkmıştır. Proje kapsamında literatürde mevcut olan sınır-değer çözümlerinin yeni önerilen özdeğer açılımı yöntemiyle elde edilmesine çalışılmıştır. Bu noktada kritik öneme sahip açık sınır şartının tanımlanması probleminin hiperbolik sığ-su dalga denklemlerinin karakteristiklerinin kullanılmasıyla aşılabileceği düşünülmekteydi. Hodograf dönüşümünün de sığ-su dalga denklemlerinin Riemann değişmezlerinden, diğer bir deyişle karakteristiklerden türetildiği göz önüne alınırsa, açık sınır şartının karakteristikler yardımıyla mevcut çözüm yöntemlerinin aksine kesin olarak tanımlanabileceği öngörülmekte, başlangıç-sınır-değer çözümünün bu şekilde daha genel ve hızlı bir şekilde elde edilebileceği düşünülmekteydi. Bu doğrultuda çalışmalar yapılmasına rağmen bir gelişme sağlanamamıştır. Ancak çalışmalar bu doğrultuda sürdürülecektir. Şekil 34. Sabit derinlikli okyanus baseni üzerinde tanımlı sonlu uzunluktaki dalga. Sabit derinlikli basen üzerinde tsunami yayılımı: Özellikle deprem kaynaklı tsunamilerin modellenmesinde gerçeğe en yakın model, kırılan fayın boyutları göz önüne alınarak, iki boyutlu ve başlangıç dalgasının sonlu uzunlukta tanımlandığı modeldir (Şekil 34). Proje çalışmaları başlamadan önce geliştirilmeye başlanan sonlu uzunluktaki uzun dalganın sabit basen üzerinde yayılımını açıklayan analitik çözüm proje çalışmaları sırasında tamamlanmıştır (Kânoğlu vd., 2013; Aydın, 2011). Analitik çözümün detayları Kânoğlu vd. (2013) ve Aydın (2011) de verildiğinden burada kısaca bu çözümlemenin önemi 47

60 açıklanacaktır. Bu analitik çalışma ile iki boyutlu ilk dalga analitik olarak tanımlanmış ve sabit bir basen üzerinde yayılımı hesaplanmıştır. Marchuk ve Titov (1989) tarafından sayısal olarak gösterilen, öncü-çöküntü dalgasının çöküntü yönünde bir odaklanmanın meydana geldiği ve bu bölgede beklenenden fazla dalga yüksekliğinin görüldüğü sonucu analitik olarak gösterilmiştir. Bu odaklanmanın, daha önce meydana gelmiş olan çeşitli tsunami olaylarında belirli bölgelerde görülen ve sebebi tam olarak açıklanamayan beklenmedik dalga tırmanmalarının sebebi olabileceği tartışılmıştır. 2 Sabit eğimli kıyı üzerinde sonlu uzunluktaki dalganın tırmanması: Sabit eğimli kıyı üzerindeki tsunami yayılımını çözümleyen Fujima vd. (2000) doğrusal denklemleri çözmüş, üstelik (kıyıya paralel yönde) sonlu uzunlukta bir ilk dalga önermiştir. Fujima vd. (2000) oldukça karmaşık bir ilk dalga formu kullandığından, analitik çözümü sayısal bir yöntemle (ayrık Fourier dönüşümü, FFT) tamamlamışlardır. Kısa bir süre önce yayınlanan çalışmasında Geist (2013), bu çözümü kullanarak düzgün ve rastgele (olasılıksal, stokastik) fay kırılmaları sonucu oluşan tsunamilerin özellikle kıyıya paralel koordinat boyunca yayılımları arasındaki farkları ortaya koymuştur. Proje kapsamında Kânoğlu vd. (2013) tarafından önerilen ilk dalga tanımlamasının eğimli bir kumsala uygulanabilecek şekilde genişletilmesi üzerine çalışmalar yürütülmüştür. Problem, iki boyutlu doğrusal sığ-su dalga denklemleri için bir başlangıç-değer problemi olarak ele alınmış ve Fujima vd. (2000) çözümüne benzer bir çözüm elde edilmiştir. Ancak elde edilen analitik çözüm integral içermektedir ve sayısal olarak hesaplanması şu ana kadar mümkün olmamıştır. Bu analitik çalışmaya devam edilerek Köroğlu (2016) da sonuçlandırılması planlanmaktadır. Sabit derinlik+sabit eğimli kıyı (kanonik problem) üzerinde tsunami yayılımı: Kıyı mühendisliğinin klasik bir problemi olan kanonik problem, eğimli bir kumsal ve devamında sabit derinlikli bir basenden oluşan bir deniz topografyası üzerindeki dalga yayılımını ifade etmektedir. Bu problem genellikle bir boyutta analitik olarak çözülmüştür. İki boyutlu kanonik probleme ait analitik çözüm Koshimura vd. (1999) vermiştir. Koshimura vd. (1999) kıyıda dik bir duvarın mevcut olduğu durum için kıyıya paralel yönde sonsuz uzunluktaki ilk dalga 2 Birçok web sayfasında bu çalışmaya atıfta bulunulmuş ve bazıları aşağıda verilmiştir:

61 profilinin yayılımını doğrusal denklemlerin çözümü sonucunda elde ettikleri Laguerre polinomları cinsinden seri çözüm vermişlerdir. Proje kapsamında çözüm yine analitik olarak integral formunda elde edilmiştir. Ancak elde edilen integrallerin sayısal olarak hesaplanmasında başarı sağlanamamıştır. Burada yine Kânoğlu vd. (2013) da tanımlanan ilk dalga formları kullanılarak kıyı üzerinde tsunami odaklanması incelenecektir. Bu analitik çalışmaya devam edilerek ve Köroğlu (2016) da sonuçlandırılarak sunulması planlanmaktadır. Konik ada etrafında tsunami yayılımı: Konik ada etrafında uzun dalga tırmanmasını inceleyen çalışmalara bakıldığında konik adaya gelen dalgaların, yüksekliği sabit olan bölge ile yüksekliği doğrusal olarak azalan bölgede bulunan çözümlerin ve bu çözümlerin türevlerinin adanın tabanında eşleştirilmesi yapılarak genel analitik çözüm bulunmuştur (Kânoğlu ve Synolakis, 1998). Ancak; Kânoğlu ve Synolakis (1998), yüksekliği doğrusal olarak azalan bölgede genel çözümün bulunamamasından dolayı, bu bölgeyi silindirlere ayırarak problemi çözümleme yönüne gitmişlerdir. Ayrıca, Kânoğlu ve Synolakis (1998) sonsuz uzunluktaki dalganın ada etrafındaki tırmanmasını incelemişlerdir. Elde edilen silindirlerin ayağındaki çözümlerindeki dalga yüksekliği ve akılarının eşleştirilmesiyle genel çözüme ulaşmışlardır. Konik ada etrafında dalga tırmanmasını inceleyen Renzi ve Sammarco (2010) ise yüksekliği doğrusal olarak azalan bölgede toprak kayması sonucunda oluşan dalgaların tırmanması incelenmiş ve çözümleri Heun fonksiyonları cinsinden vererek yüksekliği sabit olan bölgede bulunan çözüm ile eşleştirilerek genel çözüme gitmiştir. Proje kapsamında yapılan çalışmada konik adaya gelen uzun dalgaların ada etrafında tırmanması incelenmeye çalışılmıştır. Derinliği doğrusal olarak azalan bölgedeki çözümün Kânoğlu ve Synolakis (1998) deki yaklaşımın yerine Renzi ve Sammarco (2010) daki gibi Heun fonksiyonu cinsinden kullanılması planlanmıştır. Konik ada etrafında dalga tırmanmasını temsil eden çalışmalardan yüksekliği sabit olan bölgedeki çözüm Hankel ve Bessel fonksiyonları kullanılarak verilmiştir. Bu iki bölgenin birleştiği noktada verilen çözümlerin ve bu çözümlerin türevlerinin eşit olması gerekliliğinden yola çıkılarak yapılması düşünülen eşleştirmenin gerçekleşebilmesi için bu iki çözümün sonunda elde edilen seri çözümlerin indislerinin aynı sınırlara sahip olması gerekmektedir. İndislerin aynı hale getirilmesi için çalışmalar yapılmıştır fakat henüz sonuçlandırılamamıştır. Bu işlem sonuçlandırıldıktan sonra Kânoğlu vd. (2013) sonlu dalga uygulanarak sonlu dalganın ada kıyısında tırmanması hesaplanacaktır. 49

62 8. SONUÇ ve DEĞERLENDİRME Uluslararası ikili işbirliği çerçevesindeki TÜBİTAK projesi kapsamında Institute of Applied & Computational Mathematics (IACM), Foundation for Research and Technology (FORTH), Heraklion, Girit, Yunanistan ile ortak yürütülen proje kapsamında öncelikle Ege Denizi nde birim tsunami kaynakları tanımlanarak tsunami modellemesi çalışmaları için kullanıma sunulmuştur. Ege Denizi nde başta Helenik Yayı ve devamında Kıbrıs Yayı boyunca 40 adet olmak üzere, toplam 93 adet birim tsunami kaynağı yerleştirilmiştir. Helenik Yayı boyunca yerleştirilen kaynaklar 100x50 km 2 olarak hazırlanırken, orta Ege Denizi nde 50x25 km 2 olarak seçilmişlerdir. Ege Denizi için oluşturulan tsunami yayılım veritabanı Türkiye ve Yunanistan da kullanıma açılmış, NCTR tarafından Pasifik, Atlantik ve Hint Okyanusu için oluşturulan veritabanına eklenmek üzere çalışmalara başlanmıştır. Ayrıca, proje çalışmaları sırasında elde edilen sonuçlar ftp:// / sunucusuna (Kullanıcı adı: tsunami Şifre: sources) yüklenerek paylaşılmaktadır. Geliştirilen tsunami yayılım veritabanı Yunanistan da Heraklion, Girit Adası ve Türkiye de ise Fethiye Körfezi için tsunami modelleme çalışmalarında kullanılmıştır. Fethiye Körfezi için yapılan çalışmaların en önemli kısmı bölge için geliştirilen ağ yapıları olmuştur. Fethiye Körfezi modellemesi ağ yapılarını hazırlamak için öncelikle SHODB tarafından yayınlanan seyir haritaları sayısallaştırılarak batimetrik veriler elde edilmiş ve HGK dan sağlanan topoğrafik veriler ile birleştirilip modelleme için üçlü-ağ yapıları geliştirilmiştir. Değişik çözünürlükte hazırlanan ağ yapıları ile modelleme çalışmaları başarı ile tamamlanmıştır. Geliştirilen modelin her şart altında bir problem olmadan çalıştığı gösterilmiştir. Modelleme çalışmalarında yüksek çözünürlüklü batimetri ve topoğrafya verileri kullanmak çok önemlidir. Bu yüzden geliştirilen model sonuçlarının daha yüksek çözünürlüklü veri ile hazırlanacak üçlü-ağ yapısı sonuçları ile karşılaştırılması yararlı olacaktır. Fethiye için geliştirilen bu modele benzer modeller diğer kıyı bölgeleri için de geliştirilecektir (Sharghivand, 2014). Geliştirilen sayısal modellerin yanı sıra proje kapsamında analitik çalışmalar da yapılmıştır. Proje çalışmalarından önce başlanan ve proje kapsamında da çalışmalarına devam edilerek geliştirilen analitik model ile iki boyutlu bir dalganın sabit derinlikli bir basen üzerinde yayılımı incelenmiştir. Öncü çöküntü dalga biçiminde ilk şartlar kullanıldığında çöküntünün olduğu tarafta odaklanma gözlenmiştir. Bu odaklanmanın tsunamilerden sonra arazi çalışmaları sırasında kıyı üzerinde gözlemlenen beklenmedik tsunami tırmanmalarının nedenini açıklayabileceği savı ortaya konulmuştur. Öncü-çöküntü dalgasının sabit eğimli kıyı üzerindeki yayılımı ve sabit derinlikli basen ile birleşen sabit eğimli bölge üzerindeki yayılımı problemleri analitik olarak çözülmeye çalışılmış, analitik çözüm geliştirilmiş fakat elde edilen 50

63 integrallerin sayısal olarak hesaplanmasında henüz sonuç elde edilememiştir. Ayrıca yine sonlu uzunluktaki dalganın konik ada etrafındaki yayılımı incelenmeye çalışılmış fakat sonuçlandırılamamıştır. Analitik çözümlemeler Köroğlu (2016) da sunulacaktır. KAYNAKÇA Altınok, Y., Alpar, B., Ozer, N., Aykurt, H Revision of the tsunami catalogue affecting Turkish coasts and surrounding regions, Natural Hazards and Earth System Sciences, 11, Altınok, Y., Alpar, B., Ozer, N., Gazioglu, C and 1949 earthquakes at the Chios Cesme Strait (Aegean Sea), Natural Hazards and Earth System Sciences, 5, Altınok, Y., Papadopoulos, G., Yalçıner, A. C., Ersoy, Ş., Kuran, U Tsunami prone characteristics of the Aegean Sea and 1956 southern Aegean Tsunami, In: Yuksel, Y. (Ed.), The 5 th Course on Coastal Engineering, Istanbul 2000, Sponsored by TUBITAK, Ambraseys N. N., Synolakis, C Tsunami catalogs for the Eastern Mediterranean revisited, Journal of Earthquake Engineering, 14 (3), , PII Ambraseys N. N Earthquakes in the Eastern Mediterranean and the Middle East: A multidisciplinary study of 2000 years of seismicity, Cambridge University Press, Cambridge. Ambraseys, N. N., Jackson, J Seismicity and associated strain of central Greece between 1890 and 1988, Geophysical Journal International, 101(3), Ambraseys, N. N Data for investigation of seismic sea-waves in the Eastern Mediterranean, Bulletin of the Seismological Society of America, October 1962 vol. 52 no Antuono, M., Brocchini, M The boundary value problem for the nonlinear shallow water equation. Studies in Applied Mathematics, 119, Antonopoulos, J Data from investigation on seismic sea-waves events in the Eastern Mediterranean from the birth of Christ to 1980 AD (6 parts), Annali di Geofisica 33, Arcas, D., Kânoğlu, U., Moore, C. W., Aydın, A Effect of time-dependent rupture on tsunami generation, American Geophysical Union - AGU Fall Meeting 2013, 9 13 December 2013, San Francisco. USA. 51

64 Arvidsson, R., Ben-Avraham, Z., Eckstrom, G., Wdowinski, S Plate tectonic framework for the October 9, 1996 Cyprus earthquake, Geophysical Research Letters, 25, Aydın, B Analytical solutions of shallow-water wave equations, PhD thesis, Middle East Technical University, Ankara, Turkey. 94 pp. Benetatos, C., Kiratzi, A., Papazachos, C., Karakaisis, G Focal mechanisms of shallow and intermediate depth earthquakes along the Hellenic Arc, Journal of Geodynamics, 37, Bernard, E., Wei, Y., Tang, L., Titov, V Impact of Near-Field, Deep-Ocean Tsunami Observations on Forecasting the 7 December 2012 Japanese Tsunami, Pure and Applied Geophysics, doi: /s Bernard, E. N., Robinson A. R. (eds.), Tsunamis, The Sea, Volume 15. Harvard University Press, Cambridge, MA and London, England, 450 pp. Bird, P An updated digital model of plate boundaries, Geochemistry Geophysics Geosystems, 4, Article Number: Bohnhoff, M., Harjes, H.-P., Meier, T Deformation and stress regimes in the Hellenic subduction zone from focal mechanisms, Journal of Seismology, 9(3), Bohnhoff, M., Makris, J., Papanikolau, D., Stavrakakis, G Crustal investigation of the Hellenic subduction zone using wide aperture seismic data, Tectonophysics, 343, Bruins, H. J., MacGillivray, J. A., Synolakis, C. E., Benjamini, C., Keller, J., Kisch, H. J., Klügel, A., van der Plicht, J., Geoarchaeological tsunami deposits at Palaikastro (Crete) and the Late Minoan IA eruption of Santorini, Journal of Archeological Science, 35(1), Burger, E. F., Kamb, L., Nakamura, T A WEB based tsunami-forecasting tool: Design approach and implementation, 29th Conference on Environmental Information Processing Technologies (formerly IIPS), 93rd Annual Meeting of the AMS in Austin, TX. Carrier, G. F., Wu, T. T., Yeh, H Tsunami run-up and draw-down on a plane beach, Journal of Fluid Mechanics, 475, Carrier, G., Greenspan, H Water waves of finite amplitude on a sloping beach, Journal of Fluid Mechanics, 4(1), doi: /s x Floyd, M. A., Billiris, H., Paradissis, D., Veis, G., Avallone, A., Briole, P., McClusky, S., Nocquet, J-M., Parsons, B., England, P. C A New Velocity Field for Greece: 52

65 Implications for the Kinematics and Dynamics of the Aegean, Journal of Geophysical Research, 115, B10403, doi: /2009jb Fujima, K., Dozono, R., Shigemura, T Generation and propagation of tsunami accompanying edge waves on a uniform shelf, Coastal Engineering Journal, 42, Geist, E. L Near-field tsunami edge waves and complex earthquake rupture, Pure and Applied Geophysics, doi: /s Gica, E., Spillane M., Titov V. V., Chamberlin C., Newman, J. C Development of the forecast propagation database for NOAA's Short-term Inundation Forecast for Tsunamis (SIFT), NOAA Tech. Memo. OAR PMEL-139, 89 pp. González, F. I., Geist, E. L., Jaffe, B., Kânoğlu, U., Mofjeld, H., Synolakis, C. E., Titov, V. V., Arcas, D., Bellomo, D., Carlton, D., Horning, T., Johnson, J., Newman, J., Parsons, T., Peters, R., Peterson, C., Priest, G., Venturato, A., Weber, J., Wong, F., Yalciner, A Probabilistic tsunami hazard assessment at Seaside, Oregon for near- and far-field seismic sources, Journal of Geophysical Research-Ocean, 114, C González, F. I., Bernard, E. N., Meinig, C., Eble, M., Mofjeld, H. O. & Stalin, S The NTHMP tsunameter network, Natural Hazards 35, Special Issue, US National Tsunami Hazard Mitigation Program. doi: /s Greenslade, D. J. M., Titov, V. V A comparison study of two numerical tsunami forecasting systems, Pure and Applied Geophysics, 165(11-12), Greenslade, D. J. M., Simanjuntak, M. A., Chittleborough, J., Burbidge, D A firstgeneration realtime tsunami forecasting system for the Australian region, BMRC Research Report No. 126, Bur. Met., Australia. Gudmundsson, O., Sambridge, M., A regionalized upper mantle (RUM) seismic model, Journal of Geophysical Research: Solid Earth ( ), 103, B4, Guidoboni, E., Comastri, A The large earthquake of 8 August 1303 in Crete: seismic scenario and tsunami in the Mediterranean area, Journal of Seismology, 1, Guidoboni, E., Comastri, A Catalogue of earthquakes and tsunamis in the Mediterranean area from the 11th to the 15th century, INGV-SGA, Bologna. Gusiakov, V. K Static displacement on the surface of an elastic space. Ill-posed problems of mathematical physics and interpretation of geophysical data, Novosibirsk, VC SOAN SSSR, (In Russian). 53

66 Hamouda, A. Z Worst scenarios of tsunami effects along the Mediterranean coast of Egypt, Marine Geophysical Research 31: Hamouda, A. Z Numerical computations of 1303 tsunamigenic propagation towards Alexandria, Egyptian coast, Journal of African Earth Sciences, 44, Hatzfeld, D., Besnard, M., Makropoulos, K., Hatzidimitriou, P Microearthquake seismicity and fault-plane solutions in the southern Aegean and its geodynamic implications, Geophysical Journal International, Vol. 115(3), Hoto, O Development of the forecast propagation database for Aegean Sea, MSc thesis, Middle East Technical University, Ankara, Turkey. Jackson, J., McKenzie, D. P The relationship between plate motions and seismic moment tensors and the rate of active deformation in the Mediterranean and Middle East, Geophysical Journal-Oxford, 93, Kânoğlu, U. 2014a. A tsunami forecast model for Homer, Alaska, PMEL Tsunami Forecasting Series, NOAA OAR Special Report. In review. Kânoğlu, U. 2014b. A tsunami forecast model for Port Angeles, Washington, PMEL Tsunami Forecasting Series, NOAA OAR Special Report. In review. Kânoğlu, U., Titov, V. V., Aydın, B., Moore, C., Stefanakis, T. S., Zhou, H., Spillane, M., Synolakis, C. E Focusing of long waves with finite crest over constant depth, Proc. R. Soc. A 469, doi: /rspa Kânoğlu, U., Synolakis, C The initial value problem solution of nonlinear shallowwater wave equations, Physical Review Letters, 97, Kânoğlu, U Nonlinear evolution and runup-rundown of long waves over a sloping beach, Journal of Fluid Mechanics, 513, Kânoğlu, U., Synolakis, C. E Long wave runup on piecewise linear topographies, Journal of Fluid Mechanics, 374, Kiratzi, A., Louvari, E Focal mechanisms of shallow earthquakes in the Aegean Sea and the surrounding lands determined by waveform modelling: A new database, Journal of Geodynamics, Vol. 36, Koshimura, S., Imamura, F., Shuto, N Propagation of obliquely incident tsunamis on a slope, part 1: amplification of tsunamis on a continental slope, Coastal Engineering Journal, 41,

67 Köroğlu, B Analytical solution for tsunami runup in two-dimension, PhD thesis, Middle East Technical University, Ankara, Turkey. Laigle, M., Sachpazi, M., Hirn, A Variation of seismic coupling with slab detachment and upper plate structure along the western Hellenic subduction zone, Tectonophysics, Vol. 391, Lorito, S., Tiberti, M. M., Basili, R., Piatanesi, A., Valensise, G Earthquake-generated tsunamis in the Mediterranean Sea: scenarios of potential threats to Southern Italy, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 113(B1), B Marchuk, AnG, Titov, V. V Source configuration and the process of tsunami waves forming. In Tsunamis: Their Science and Hazard Mitigation: Proc. Int. Tsunami Symp. (ed. VK Gusiakov) 31 July 3 August 1989, pp Novosibirsk, USSR: Computing Center, Siberian Division, USSR Academy of Sciences. Marinatos, S., The Volcanic Destruction of Minoan Crete, Antiquity 13, Minoura, K., Imamura, F., Kuran, U., Nakamura, T., Papadopoulos, G. A., Takahashi, T., Yalciner, A. C. 2000a. Discovery of Minoan tsunami deposits Geology, Journal of Marine Geology, 28(1), Minoura, K., Yalçıner, A. C., Takahashi, T., Papadopoulos, G., Kuran, U., Altınok, Y., Ersoy, Ş., Alpar, B. 2000b. The traces related to tsunamis along the coasts of Aegean and the sea bottom in the Marmara Sea, In: Yüksel, Y. (Ed.), The Fifth Symposium on Coastal Engineering. Istanbul, Mitsoudis, D. A., Flouri, E. T., Chrysoulakis, N., Kamarianakis, Y., Okal, E. A., Synolakis, C. E Tsunami hazard in the southeast Aegean Sea, Coastal Engineering, 60, MOST (Method of Splitting Tsunami), Software Manual, The National Oceanic & Atmospheric Administration Pacific Marine Environmental Laboratory Tsunami Research Program. Okada, Y Surface deformation due to shear and tensile faults in a halfspace, Bulletin of Seismological Society of America, 75, Okal, E. A Tsunamigenic earthquakes: Past and present milestones, Pure and Applied Geophysics, 168, doi: /s

68 Okal, Ε. Α., Synolakis, C. E., Burak, U., Kalligeris, N., Voukouvalas, E The 1956 earthquake and tsunami in Amorgos, Greece, Geophysical Journal International, 178, Papadopoulos, G. A Seismic faulting and nonseismic tsunami generation in Greece, in: Proc. IUGG/IOC International Tsunami Symposium, August, Wakayama, Japan, pp Papadopoulos, G. A., Chalkis, B. J Tsunamis observed in Greece and the surrounding area from antiquity to the present times, Marine Geology, 56, , Papadopoulos, G. A., Daskalaki, E., Fokaefs, A., Giraleas, N Tsunami hazards in the Eastern Mediterranean: strong earthquakes and tsunamis in the East Hellenic Arc and Trench system, Natural Hazards Earth System Science, 7, Papanikolaou, I. D., Papanikolaou D. I Seismic hazard scenarios from the longest geologically constrained active fault of the Aegean, Quaternary. Int., , Papazachos, B. C. & Papaioannou, Ch. A., Lithospheric boundaries and plate motions in the Cyprus area, Tectonophysics, 308, Papazachos, B. C., Papaioannou, C. A., Papazachos, C. B., Savvaidis, A. S Rupture zones in the Aegean region, Tectonophysics, Vol. 308, Papazachos, B. C., Papazachou, C. B The Earthquakes of Greece, Ziti Editions, Thessaloniki, 304p. Papazachos, B. C., Large seismic faults in the Hellenic Arc, Annals of Geophysics, 39 (5), Papazachos, B. C., Papazachou, C. B The Earthquakes of Greece, Ziti Publications, Thessaloniki, 356p. (in Greek). Percival, D. B., Arcas, D., Denbo, D. W., Eble, M. C., Gica, E., Mofjeld, H. O., Spillane, M. C., Tang, L., Titov, V. V Extracting tsunami source parameters via inversion of DART buoy data, NOAA Tech. Memo. OAR PMEL-144, Pacific Marine Environmental Laboratory, NOAA, Seattle, WA, 22 pp. Pirazzoli, P. A., Laborel, J., Stiros, S. C Earthquake clustering in the Eastern Mediterranean during historical times, Journal of Geophysical Research, 101(B3), Renzi E., Sammarco, P Landslide tsunamis propagating around a conical island, Journal of Fluid Mechanics, 650,

69 Salamon, A Potential tsunamigenic sources in the eastern Mediterranean and a decision matrix for a tsunami early warning system in Israel, GSI/02/2010, Report Geological Survey of Israel, Submitted to the Inter-ministerial Steering Committee for Earthquake Preparedness, Contract No Sharghivand, N Tsunami forecasting models for Turkish coasts, MSc thesis, Middle East Technical University, Ankara, Turkey. Shaw, B., and J. Jackson 2010, Earthquake mechanisms and active tectonics of the Hellenic subduction zone, Geophysical Journal International, 181(2), , doi: /j x x.56 Shaw, B., Ambraseys, N. N., England, P. C., Floyd, M. A. Gorman, G. J., Higham, T. F. G., Jackson, J. A., Nocquet, J.-M., Pain, C. C., Piggott, M. D Eastern Mediterranean tectonics and tsunami hazard inferred from the AD 365 earthquake, Nature Geoscience, vol. 1, Soloviev, S. L., Solovieva, O. N., Go, C. N., Kim, K. S., Shchetnikov, N. A., Tsunamis in the Mediterranean Sea 2000 B.C A.D., Advances in Natural and Technological Hazards Research, 13. Kluwer, Dordrecht. Soloviev, S. L Tsunamigenic zones in the Mediterranean Sea, Natural Hazards, 3, , doi: /bf Sørensen, M. B., Spada, M., Babeyko, A., Wiemer, S., Grünthal, G Probabilistic tsunami hazard in the Mediterranean Sea, Journal of Geophysical Research, 117, B Stiros, S. C The 8.5+ magnitude, AD365 earthquake in Crete: Coastal uplift, topography changes, archaeological and historical signature, Quaternary International, 216, Synolakis, C. E., Kong, L Runup measurements of the December 2004 Indian Ocean Tsunami, Earthquake Spectra, 22, S67-S91. doi: / Synolakis, C. E., Kânoğlu, U Chapter 8. Tsunami modeling: Development of benchmarked models, volume 15: Tsunamis of The SEA, pages Harvard University Press, Cambridge, MA and London, England. Synolakis, C. E., Bernard, E. N., Titov, V. V., Kânoğlu, U., Gonzalez, F. I Validation and verification of tsunami numerical models, Pure and Applied Geophysics, 165(11-12), Synolakis, C. E., Bernard, E. N Tsunami science before and after Boxing Day 2004, Philosophical Transactions of the Royal Society A, 364,

70 Synolakis, C The runup of solitary waves, Journal of Fluid Mechanics, 185, doi: /s x. Şen, C Tsunami source estimation using genetic algorithm, MSc thesis, Middle East Technical University, Ankara, Turkey. 77 pp. Tang, L., Titov, V. V., Bernard, E., Wei, Y., Chamberlin, C., Newman, J. C., Mofjeld, H., Arcas, D., Eble, M., Moore, C., Uslu, B., Pells, C., Spillane, M. C., Wright, L. M., Gica, E Direct energy estimate of the 2011 Japan tsunami using deep-ocean pressure measurements, Journal of Geophysical Research: Oceans, 117, C doi: /2011jc Tang, L., Titov, V., Chamberlin, C Development, testing, and applications of sitespecific tsunami inundation models for real-time forecasting, Journal of Geophysical Reseach, C Tang, L., Chamberlin, C., Titov, V Developing tsunami forecast inundation models for Hawaii: procedures and testing. Tech. Memo. OAR PMEL-141, NOAA. Taymaz, T., Tan, O., Yolsal, S., Recent devastating earthquake in Turkey and active tectonics of the Aegean and Marmara Seas, In: Proceedings of the NATO-Science Series: IV. Earth and Environmental Sciences - Vol. 81: Earthquake Monitoring and Seismic Hazard Mitigation in Balkan Countries (ed. Eystein S. Husebye), Borovetz, Bulgaria, September 11-18, 2005, 289 pages, pp , doi: / , ISBN: , MARCH Taymaz, T., Westaway, R., Reilinger, R Active faulting and crustal deformation in the Eastern Mediterranean region, Tectonophysics, Vol. 391, 1-9. Taymaz, T., Jackson, J., McKenzie D Active tectonics of the north and central Aegean Sea, Geophysical Journal International, 106, doi: /j x.1991.tb03906.x. Tinti, S., Armigliato, A., Pagnoni, G., Zaniboni, F Scenarios of giant tsunamis of tectonic origin in the Mediterranean, ISET Journal of Earthquake Technology, Paper n. 464, 42(4), Titov, V. V., Moore, C. W., Greenslade, D. J. M., Pattiaratchi, C., Badal, R., Synolakis, C. E., Kânoğlu, U A new tool for inundation modeling: Community Modeling Interface for Tsunamis (ComMIT), Pure and Applied Geophysics, 168, doi: /s

71 Titov, V. V Tsunami forecasting, Chapter 12, The sea (Eds. E. N. Bernard and A. Robinson), Volume 15-Tsunamis, Harvard University Press, Titov, V. V., Synolakis, C. E Numerical modeling of tidal wave runup, Journal of Waterways, Port, Coastal and Ocean Engineering, ASCE, 124, Titov, V. V., Synolakis, C. E Extreme inundation flows during the Hokkaido Nansei Oki tsunami, Geophysical Research Letters, 24(11), Titov, V. V Numerical modeling of long wave runup, PhD dissertation, University of Southern California, Los Angeles, California, , 141 pp. Uslu, B., Borrero, J. C., Dengler, L. A., Synolakis, C. E Tsunami inundation at Crescent City, California generated by earthquakes along the Cascadia Subduction Zone, Geophysical Research Letters, 34. doi: /2007gl Venturato, A. J A digital elevation model for Seaside, Oregon: Procedures, data sources, and analyses, NOAA Tech. Memo. OAR PMEL-129, 17 pp. Wei, Y., Bernard, E. N., Tang, L., Weiss, R., Titov, V. V., Moore, C., Spillane, M., Hopkins, M., Kânoğlu, U Real-time experimental forecast of the Peruvian tsunami of August 2007 for U.S. Coastlines, Geophysical Research Letters, 35, L Wdowinski, S., Ben-Avraham, Z., Arvidsson, R., Ektrom G Seismotectonics of the Cyprian Arc, Geophysical Journal International, 164, Yolsal, S., Taymaz, T Earthquake source parameters along the Hellenic subduction zone and numerical simulations of historical tsunamis in the Eastern Mediterranean, Tectonophysics , pp Yolsal, S., Taymaz, T. 2010a. Sensitivity analysis on relations between earthquake source rupture parameters and far-field tsunami waves: Case studies in Eastern Mediterranean region. Turkish Journal of Earth Sciences, 19(3), Yolsal, S., Taymaz, T. 2010b. Gökova Körfezi Depremlerinin kaynak parametreleri ve Rodos-Dalaman bölgesinde tsunami riski, İTÜ Dergisi/d, 9(3), ISSN: X. (in Turkish) Yolsal, S., Taymaz, T., Yalçıner, A. C Understanding tsunamis, potential source regions and tsunami prone mechanisms in the Eastern Mediterranean, In: The Geodynamics of the Aegean and Anatolia (eds. Tuncay Taymaz, Yücel Yılmaz & Yıldırım Dilek), pp , The Geological Society of London, Special Publications Book, Vol: 291, ISBN: , December

72 EK A. İKİLİ İŞBİRLİĞİ ZİYARETLERİ Proje kapsamında Yunanistan ortağımız, yaklaşık bir yıl gecikmeli olarak, 27 Ocak 2012 tarihi itibariyle proje sözleşmesini imzalamıştır. Sözleşmenin imzalanmasıyla aşağıdaki ikili ziyaretler yapılmıştır: Haziran 2012 tarihleri arasında proje araştırmacıları Evangelia Flouri ve Nikos Kalligeris Ankara ya çalışma ziyaretinde bulunmuşlardır. Bu ziyaret sırasında Helenik Yayı boyunca ve orta Ege Denizi nin tanımlanacak birim tsunami kaynaklarının nasıl tanımlanacağı konusunda çalışılmış, birim tsunami kaynaklarının parametreleri üzerinde görüş alışverişinde bulunulmuştur. Tsunami yayılım hesaplarının yapılması için gerekli MOST modelinin test olarak yapılan birim tsunami kaynağı yayılım sonuçları ile sorunsuz bir şekilde çalıştırılması sağlanmıştır Temmuz-11 Eylül 2012 ayları arasında Seattle, Washington da NCTR da çalışma ziyaretinde bulunan Doç. Dr. Utku Kânoğlu Ağustos 2012 tarihleri arasında University of Southern California, Los Angeles, California ya çalışma ziyaretinde bulunarak proje gelişmelerini Prof. Dr. Costas Synolakis ile görüşmüştür. Bu görüşmede özelikle hazırlanan Kânoğlu vd. (2013) makalesinin üzerinde çalışılmıştır. 3. Doç. Dr. Utku Kânoğlu Şubat 2013 tarihleri arasında Heraklion, Girit e ve 9 Şubat 2013 tarihinde Atina ya çalışma ziyareti yapmıştır. Girit teki ziyaret sırasında proje yürütücüsü Prof. Dr. Vassilios Dougalis, proje araştırmacısı Prof. Dr. Costas Synolakis and proje asistanı Evangelia Flouri ile proje gelişmeleri değerlendirilmiş, özellikle hesaplamaları zaman alan yayılım hesaplarının iki grup arasında nasıl yapılacağı tartışılmıştır. 9 Şubat 2013 tarihinde ise Doç. Dr. Utku Kânoğlu Prof. Dr. Costas Synolakis ile toplanarak üzerinde çalışılan analitik çözümleri değerlendirmişlerdir. Bu ziyaretin ardından Şubat 2013 tarihleri arasında proje çalışanı Evangelia Flouri ve Prof. Dr. Costas Synolakis Northwestern Üniversitesi nden sismolog Prof. Dr. Emile Okal ile Atina da toplanarak tsunami kaynaklarının parametrelerini ve tanımlandıkları yerleri değerlendirmişlerdir. 4. Proje yürütücüsü Prof. Dr. Vassilios Dougalis and proje asistanı Evangelia Flouri Mayıs 2013 tarihleri arasında Ankara ya çalışma ziyareti gerçekleştirmişlerdir. Bu ziyaret sırasında Doğu Akdeniz e yerleştirilecek birim tsunami kaynakları tartışılmıştır. Birim tsunami kaynaklarının tüm Akdeniz e genişletilmesi tartışılmış fakat proje süresi boyunca bunun yapılmasının mümkün olmayacağı karara bağlanmıştır. Bu ziyaret sırasında Prof. Dr. Vassilios Dougalis ODTÜ de seminer vermiştir.

73 5. Prof. Dr. Costas Synolakis ile Eylül 2013 tarihleri arasında Fethiye de yapılan 26 th International Tsunami Symposium u sırasında Doç. Dr. Utku Kânoğlu ve Prof. Dr. Ahmet Yalçıner ile görüşerek projedeki gelişmeleri tartışmışlardır. 6. Proje yürütücüsü Prof. Dr. Vassilios Dougalis and proje asistanı Evangelia Flouri Kasım 2013 tarihleri arasında Ankara ya çalışma ziyareti gerçekleştirmişlerdir. Proje yürütücüsü Doç. Dr. Utku Kânoğlu ve proje araştırmacısı Prof. Dr. Ahmet Yalçıner ile proje kapsamında yapılacak son çalışmaları görüşmüşlerdir. Bu ziyaret sırasında özellikle kıyı tırmanması ile ilgili modelleme çalışmaları değerlendirilmiştir. 7. Proje yürütücüsü Doç. Dr. Utku Kânoğlu Ocak 2014 ve proje asistanı Naeimeh Sharghivand Ocak 2014 tarihleri arasında Atina yı ziyaret ederek Yunanistan proje yürütücüsü Prof. Dr. Vassilios Dougalis ve proje asistanı Evengelia Flouri ile toplanarak projenin sonuç raporunun hazırlanmasındaki yöntemi görüşmüşlerdir. 61

74 EK B. YUNANİSTAN TARAFINDAN YAPILAN ÇALIŞMALAR İkili İşbirliği Çerçevesindeki bu projede Institute of Applied & Computational Mathematics (IACM), Foundation for Research and Technology (FORTH), Heraklion, Girit, Yunanistan ile ortak olarak yapılan çalışmalar özellikle birim tsunami kaynaklarının belirlenmesi çerçevesinde yoğunlaşmıştır. Birim tsunami kaynaklarının yerleri ve parametrelerine karar verilerek tsunami yayılımları hesaplanmış ve ortak kullanıma açılmıştır. Yunanistan proje ortağı tarafından birim tsunami kaynaklarından hesaplanan yayılımlara ek olarak Ege Denizi nde oluşan tarihsel tsunamilere ait tsunami yayılımları hesaplanmış ve kullanıma açılmıştır. Yunanistan proje ortağımız tarafından Girit Adası ndaki Heraklion şehri su baskını haritasının çıkarılacağı şehir olarak seçilmiştir. Girit adasının en büyük şehri olan Heraklion Yunanistan ın 4. büyük şehridir. Şehir idari ve ticaret merkezi olmasının yanı sıra önemli nakliye limanı ve birçok kıyı altyapı tesislerine de sahiptir. Ayrıca kuzeydeki Knossos arkeolojik kazı alanı nedeniyle turistik açıdan da ilgi çekicidir. Burada Yunanistan ortağımız tarafından yapılan çalışmalar kısaca özetlenecektir. Raporda açıklandığı üzere Ege Denizi nde Helenik Yayı ve Doğu Akdeniz de Kıbrıs Yayı dışındaki bölgelere yerleştirilecek birim tsunami kaynaklarının Pasifik için seçilen 100x50 km 2 kaynaklarının aksine 50x25 km 2 olarak seçilmesi gerekliliği benimsenmiştir. Bu boyuttaki tsunami kaynakları bölgenin deprem özelliklerine uygun olmasının yanı sıra, değişik senaryoların oluşturulmasında daha esneklik sağlayacaktır. Tsunami kaynaklarının 50x25 km 2 olarak seçilmesi üzerine bir 100x50 km 2 tsunami kaynağı yayılım sonuçları ile dört 50x25 km 2 kaynağın yayılım sonuçlarının toplamının karşılaştırılması gerekliliği ortaya çıkmıştır (Okal, kişisel görüşme, Şubat 2013). Bu karşılaştırmaya ait bir örnek Şekil 35 de verilmiştir. Şekil 36 de değişik sayısal çözümleme noktalarında iki duruma ait zaman serileri ve Heraklion, Girit için kullanılan yüksek çözünürlüklü C-ağında her çözümleme noktasındaki maksimum dalga yükseklikleri karşılaştırılmıştır. Şekil 36 den de görüleceği üzere iki durum arasında zaman serileri ve maksimum dalga yükseklikleri arasında hiçbir farklılık gözlenmemiştir. Bu nedenle 50x25 km 2 boyutlarında birim tsunami kaynaklarının tanımlanmasında bir sorun olmadığı sonucuna varılmıştır.

75 Şekil 35. Bir 100x50 km 2 boyutlarındaki tsunami kaynağı yayılım sonuçları ile dört 50x25 km 2 boyutlarındaki tsunami kaynağının yayılım sonuçlarının toplamının karşılaştırılması için seçilen tsunami kaynaklarının ComMIT ortamında gösterimi. 63

76 Şekil 36. (üst) 100x50 km 2 ile dört 50x25 km 2 tsunami kaynağı sonuçlarının karşılaştırıldığı ağ noktaları. (orta) Bir 100x50 km 2 tsunami kaynağı ile dört 50x25 km 2 tsunami kaynağı kullanılarak hesaplanan dalga yüksekliklerinin karşılaştırılması. (alt) Bir 100x50 km 2 (sol) ile dört 50x25 km 2 (sağ) tsunami kaynağı kullanılarak hesaplanan maksimum dalga yüksekliklerinin Heraklion için C-ağında karşılaştırılması. 64

77 Tarihsel tsunamilerin yayılım sonuçlarının hesaplanarak veritabanı oluşturulması tarihsel tsunamilerin kıyı etkilerini incelemeyi amaçlayan araştırmacılara kolaylık sağlayacaktır. Örneğin, González vd. (2008) de açıklandığı gibi uzun dönemli su basma haritalarının çıkarılmasında tarihsel tsunamilerin modellenmesi gerekmektedir. Yunanistan proje ortağımız tarafından tarihsel tsunamilere ait yayılım hesapları yapılarak kullanıma sunulmuştur. Tsunami yayılımı hesaplanan tarihsel tsunamilerin yeri Şekil 37 de gösterilmiş kullanılan parametreler Tablo 8 de verilmiştir. Şekil 38 de tarihsel tsunami kaynakları ComMIT ortamında gösterilmiştir. Şekil 37. Tsunami yayılım hesapları yapılan tarihsel tsunamiler. Tablo 8. Tarihsel tsunami kaynaklarından yayılım hesaplarında kullanılan tsunami kaynak parametreleri. Tsunami Yer değiştirme (m) Doğrultu ( ) Dalım açısı ( ) Derinlik (km) Uzunluk (km) Genişlik (km) Kayma açısı ( ) 21 Temmuz Ağustos Mayıs Temmuz Şubat Temmuz

78 Şekil 38. Tsunami yayılım hesapları yapılan tarihsel tsunami kaynaklarının ComMIT ortamında gösterimi. Yunanistan ortağımız tarafından modelleme yapılmak üzere seçilen Heraklion şehri için (Şekil 39) Helenik Yayı boyunca yerleştirilen her birim tsunami kaynağı için modelleme yapılmış ve seçilen ölçüm noktaları göz önüne alınarak hangi kaynakta oluşacak tsunaminin söz konusu bölgeyi etkileyeceği araştırılmıştır (Şekil 40). Şekil 39. Heraklion şehri modelleme çalışması için kullanılan içiçe geçmiş üçlü-ağ yapısı. 66

79 Şekil 40. Heraklion şehri için Helenik Yayı boyunda tanımlanan her birim tsunami kaynağının kıyıya yakın noktalarda oluşturdukları maksimum dalga yüksekliğinin araştırılması. Burada her birim tsunami kaynağı 8.5 büyüklüğünde deprem oluşturacak şekilde modellemeler yapılmıştır. 67

80 EK C. PROJE KAPSAMINDA YAPILAN YAYINLAR Proje kapsamında proje çalışmalarının sonuçları aşağıda verilen konferanslarda sunulmuş ve aşağıda verilen yayın yapılmıştır: Konferans sunumları: 1. U. Kânoğlu, N. Kalligeris, E. Flouri, V. Dougalis, B. Aydin, A.C. Yalciner, and C.E. Synolakis, Preliminary modelling of tsunami generation, propagation and inundation in the Aegean Sea, XXV General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG), 28 June 7 July 2011, Melbourne, Australia. Poster Presentation No B. Aydın, U. Kânoğlu, New analytical solution for nonlinear shallow water wave equations, XXV General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG), 28 June 7 July 2011, Melbourne, Australia. Poster Presentation No B. Aydın, C. W. Moore, N. Kalligeris, U. Kânoğlu, Modeling of tsunami propagation and inundation in the Aegean Sea, American Geophysical Union AGU Fall 2011 Meeting, December 2011, San Francisco, California, USA. 4. B. Aydın, U. Kânoğlu, Ege Denizi nde tsunami oluşumu, yayılımı ve kıyı tırmanmasının modellenmesi, 7. Kıyı Mühendisliği Sempozyumu, Kasım 2013, Trabzon. 5. U. Kânoğlu, O. Hoto, N. Kalligeris, E. Flouri, B. Aydin, C. W. Moore, C. E. Synolakis, Modeling of tsunami propagation and inundation in the Aegean Sea, American Geophysical Union - AGU Fall Meeting 2012, 3 7 December 2012, San Francisco. USA. 6. C. W. Moore, U. Kânoğlu, V. V. Titov, B. Aydın, M. C. Spillane, C. E. Synolakis, Tsunami amplification due to focusing, Abstract no: NH43B-1663, American Geophysical Union - AGU Fall Meeting 2012, 3 7 December 2012, San Francisco. USA. 7. B. Aydın, O. Hoto, U. Kânoğlu, Tsunami inundation modeling in the Aegean Sea, 15 th World Conference on Earthquake Engineering, Lisbon, Portugal, September U. Kânoğlu, A. Aydın, B. Köroğlu, C. W. Moore, C. W Evolution of Long Waves with Finite-Crest over a Sloping Beach, Paper Number: NH41A-1698, American Geophysical Union - AGU Fall Meeting 2013, 9 13 December 2013, San Francisco. USA. 9. U. Kânoğlu, V. Titov, B. Aydın, C. Moore, T. Stefanakis, C. Synolakis, Focusing of N- waves: A possible mechanism for amplified run-up, Geophysical Research Abstracts, 68

81 EGU General Assembly 2013, Vol. 15, EGU , U. Kânoğlu, B. Köroğlu, B. Aydın, Focusing of long waves with finite crest over sloping beach, Geophysical Research Abstracts, EGU General Assembly 2014, Vol. 16, EGU , U. Kânoğlu, O. Hoto, N. Kalligeris, E. Flouri, N. Sharghivand, V. A. Dougalis, C. E. Synolakis, Capacity building in tsunami modeling for the Aegean Sea shorelines, 34th International Conference on Coastal Engineering (ICCE 2014), June 15-20, 2014, Seoul, Korea. Hakemli Dergilerde Yayın: 1. U. Kânoğlu, V.V. Titov, B. Aydın, C. Moore, T.S. Stefanakis, H. Zhou, M. Spillane and C. E. Synolakis, Focusing of long waves with finite crest over constant depth, Proceedings of the Royal Society A, 469: , 69

82 EK D. MATLAB ARAYÜZÜ Tsunami modellemesi sırasında batimetri ve topoğrafya verilerinin birleştirilmesi ile oluşturulan ağ bazen sayısal modelleme sırasında problem oluşturmaktadır. Özellikle, düşük çözünürlükten veya adaların büyüklüğünden dolayı deniz içerisinde bir ağ noktası olarak görülen adacıklar, bir ağ noktası olarak görünen körfezler, bir ağ noktası genişliğinde denize uzanan mendirekler sayısal çözümleme sırasında problem yaratabilmektedir. Ayrıca, muhtemelen hatalı ölçümlerden kaynaklanan, iki ağ noktası arasındaki aşırı eğim sayısal modelleme açısından diğer problem kaynağıdır. Bu tür problemler ağda yapılacak düzeltmeler ile giderilebilmektedir. Bu değişiklikler SURFER veya ArcGIS gibi yazılımlar ile yapılabildiği gibi proje kapsamında sadece bu amaca yönelik ve gerekli düzeltmeleri yapıp kaydedilmesine yardımcı olan bir program Matlab (7.12.0) ortamında geliştirilmiştir. Kullanıcının düzeltme işlemlerini daha rahat bir şekilde yapabilmesi için bir arayüze sahiptir (Matlab Graphical User Interface - GUI). Aşağıda bu arayüz kısaca şekiller aracılığı ile açıklanacaktır (Şekil 41-Şekil 49). Şekil 41. (üst) MATLAB da program dosyalarının olduğu dizin çalışma ortamına eklenir. (alt) Daha sonra bathy_corr_m dosyası kırmızı daire ile gösterilen butona tıklanarak ya da F5 tuşu ile program çalıştırılır. 70

83 Şekil 42. (üst) MOST formatındaki ağ verisi File->Load Bathymetry File ile seçilerek arayüze yüklenir. (alt sol) Harita yüklendikten sonra denizler beyaz karalar siyah olarak, haritanın boyutları size of the map kısmından ve haritanın ismi log dosyasında görüntülenir. (alt sağ) Üzerinde çalışılacak haritanın boyutları büyükse harita parçalara ayrılarak daha rahat çalışılınabilinir. Harita yüklendiğinde haritanın x ve y eksenlerinin kaç parçaya bölünebileceği hesaplanarak Divide bathymetry file bölgesine yerleştirilir. Kullanıcı istediği parça sayılarını seçtikten sonra Divide butonuna tıklayarak haritayı bölebilir. Size of one Division bölümünden parçalardan her birinin boyutu görüntülenir. 71

84 Şekil 43. Yüklenen harita parçalara ayrıldıktan sonra üzerinde çalışılmak istenen parça üzerine tıklanarak seçilir ve seçilen parçanın detaylı hali bir şekil olarak açılır. Örnekte kırmızı çember ile işaretlenen parçaya tıklanmış ve görüntüdeki şekil açılmıştır. 72

85 Şekil 44. İstenilen harita parçasının detaylı hali açıldıktan sonra Load selected division butonu ile seçilen bölgeye ait batimetrik ve topografik veriler gösterilir. 73

86 Şekil 45. Ayrıca açılan şeklin zoom in, zoom out ve pan seçenekleri kullanılarak sadece istenilen bölgenin bilgilerine ulaşmak mümkündür. 74

87 Şekil 46. Batimetri veya topografya değerinin değiştirilmesi komşu değerlerin ortalaması olarak yapılabilir. İlk önce değiştirilmek istenen değer seçilir ve Set focus butonu aktif hale gelir. Aktif hale gelen Set focus butonu tıklanarak seçilen değerin sabitlenmesi sağlanır. Bu sırada sabitlenen değerin iptali için aktif hale gelen Cancel focus butonu kullanılabilir. 75

88 Şekil 47. (üst) Ortalaması alınacak değerler (Ctrl+Fare) yardımıyla seçilir. İkinci değer seçildiğinde Adjust value butonu aktif hale gelir (en az 2 değer seçilmesi gerekir). (orta) Adjust value butonuna tıklandığında düzeltilmesi için seçilen değer, seçilen değerlerin ortalaması olarak değişir. Ayrıca Save to file butonu yapılan değişikliği kaydetmek için aktif hale gelir. (alt) Değiştirilen değerler ile ilgili ayrıntılı bilgi Log bölümünde kullanıcıya gösterilir. 76

89 Şekil 48. (üst) Düzeltme işlemi manuel olarak da yapılabilir. Değiştirilmek istenen değer seçilerek Set focus butonu aktif hale getirilir. Set focus butonu tıklanarak seçilen değerin sabitlenmesi sağlanır. Sabitlenen değerin iptali için aktif hale gelen Cancel focus butonu kullanılabilir. (orta) İstenilen değer işaretli kutucuğa girilerek Adjust value butonuna tıklandığında girilen değer yeni değer olarak kaydedilir. (alt) değiştirilen değerler ile ilgili ayrıntılı bilgi Log bölümünde kullanıcıya gösterilir. 77

90 Şekil 49. Harita üzerinde istenilen değişiklikler yapıldıktan sonra Save to file butonu ile harita bir bütün olarak (bölünmüş parçalar şeklinde değil) /Bathymetry_out klasörünün içine kaydedilir ve kullanıcıya Log bölümünde gösterilir. 78