T.C. EGE ÜNĐVERSĐTESĐ SOSYAL BĐLĐMLER ENSTĐTÜSÜ Coğrafya Anabilim Dalı TÜRKĐYE BUZULLARINDAKĐ DEĞĐŞĐKLĐKLERĐN UZAKTAN ALGILAMA ĐLE BELĐRLENMESĐ YÜKSEK LĐSANS TEZĐ Doğukan Doğu YAVAŞLI DANIŞMANI: Yard. Doç. Dr. M. Kirami ÖLGEN ĐZMĐR-2009
Ege Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Müdürlüğü ne sunduğum TÜRKĐYE BUZULLARINDAKĐ DEĞĐŞĐKLĐKLERĐN UZAKTAN ALGILAMA ĐLE BELĐRLENMESĐ adlı yüksek lisans/doktora tezinin tarafımdan bilimsel, ahlak ve normlara uygun bir şekilde hazırlandığını, tezimde yararlandığım kaynakları bibliyografyada ve dipnotlarda gösterdiğimi onurumla doğrularım. Doğukan Doğu Yavaşlı
TUTANAK Ege Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Yönetim Kurulu nun.../.../... tarih ve... sayılı kararı ile oluşturulan jüri Coğrafya anabilim dalı yüksek lisans öğrencisi Doğukan Doğu Yavaşlı nın aşağıda (Türkçe / Đngilizce) belirtilen tezini incelemiş ve adayı.../.../... günü saat... da... süren tez savunmasına almıştır. Sınav sonunda adayın tez savunmasını ve jüri üyeleri tarafından tezi ile ilgili kendisine yöneltilen sorulara verdiği cevapları değerlendirerek tezin başarılı/başarısız/düzeltilmesi gerekli olduğuna oybirliğiyle / oyçokluğuyla karar vermiştir. BAŞKAN Başarılı Başarısız Düzeltme (Üç ay süreli) ÜYE ÜYE Başarılı Başarısız Düzeltme (Üç ay süreli) Başarılı Başarısız Düzeltme (Üç ay süreli) Tezin Türkçe Başlığı : Türkiye Buzullarındaki Değişikliklerin Uzaktan Algılama ile Belirlenmesi Tezin Đngilizce Başlığı :Monitoring The Glacier Variation In Turkey With Remote Sensing * 1. Yüksek Lisans Tezi savunma süresi asgari 45 azami 90 dakikadır. 2. Tutanak ( jürinin karar ve imzaları haricinde ) bilgisayarda doldurulmalıdır. 3. Tez başlığı (Đngilizce ve Türkçe) mutlaka belirtilmelidir. 4. Yüksek Lisans Tez savunmasında üyelerden en az birinin anabilim dışından olması zorunludur. ii
Önsöz Türkiye nin dağ buzullarındaki güncel değişimleri konu alan bu çalışma Ege Üniversitesi Sosyal Bilimleri Enstitüsü Coğrafya Ana Bilim Dalı nda yüksek lisans tezi olarak hazırlanmıştır. Türkiye de güncel olarak başlıca buzullar Karadeniz Bölgesi nin doğusunda, Güneydoğu Toroslar da ve iç kısımlardaki büyük volkan konileri üzerinde bulunur. Uzaktan algılama teknolojisindeki gelişmeler daha az arazi çalışması ile buzulların incelenmesine olanak tanımıştır. Bu çalışmada Türkiye nin dağ buzulları, uydu görüntüleri üzerinden incelenmiş ve bunlardaki alansal değişimler belirlenmiştir. Ayrıca meteorolojik verilerin değerlendirilmesi ile birlikte buzullardaki değişim açıklanmaya çalışılmıştır. Türkiye Buzullarındaki Değişikliklerin Uzaktan Algılama ile Belirlenmesi başlıklı yüksek lisans bitirme tezimin danışmanlığını üstlenen, değerli hocam Sayın Yard. Doç. Dr. M. Kirami ÖLGEN e; yapıcı eleştirileri ile bana yol gösteren ve yararlı görüşlerini esirgemeyen Prof. Dr. Đlhan KAYAN a ve Doç. Dr. Ecmel Erlat a teşekkürlerimi sunarım. Diğer taraftan NASA nın Goddard Space Flight Center Laboratuarları ndaki çalışmalarımda maddi manevi destekleri ve katkıları için Dr. Compton Jim Tucker a teşekkür etmeyi bir borç bilirim. Beni manevi desteğiyle her zaman ayakta tutan Ece AYTEKĐN e sonsuz sevgilerimi sunarım. Doğukan Doğu YAVAŞLI Đzmir, 2009 i
Đçindekiler Önsöz...i Đçindekiler...ii Şekiller Listesi...iv Tablolar Listesi...vi 1. Giriş...1 1.1. Amaç...9 1.2. Malzeme...10 1.3. Yöntem...13 1.3.1. Uzaktan Algılama ile Buzulların Belirlenmesi...13 1.3.2. Đklim Elemanlarının Değerlendirilmesi...19 2. Temel Kavramlar...22 2.1. Uzaktan Algılama...22 2.2. Elektromanyetik Spektrum...23 2.3. Uydu Sistemleri...27 2.3.1 Landsat...27 2.4. Sayısal Görüntü Đşleme...29 2.4.1. Görüntü Düzeltme...29 2.4.2. Görüntü Zenginleştirme...30 2.4.2.1. Kontrast Zenginleştirme... 30 2.4.2.2. Filtreleme... 30 2.4.2.3. Bant Aritmetiği Đşlemleri... 30 2.4.3. Sınıflandırma...33 3. Literatür Değerlendirmesi...34 3.1. Türkiye de Buzul Çalışmaları...34 3.2. Uzaktan Algılama ile Buzul Çalışmaları...38 ii
4. Türkiye nin Güncel Buzullarındaki Değişimler...42 4.1. Buzul Dağı Buzulları...42 4.1.1. Erinç (Suppa Durak) Buzulu...42 4.1.2. Cennet-Cehennem Vadisi (Mia Hvara, Avaspi) Buzulları...45 4.1.3. Đzbırak (Uludoruk, Gelyaşin) Buzulu...46 4.2. Süphan Dağı Buzulları...49 4.3. Ağrı Dağı Buzulu...52 5. Đklim Elemanlarının Değerlendirilmesi...56 5.1. Maksimum, Minimum ve Ortalama Sıcaklıklar...58 5.2. Yıllık Toplam Yağışlar...68 6. Sonuç ve Değerlendirme...74 7. Kaynaklar...77 Özgeçmiş...85 Özet...86 Abstract...87 iii
Şekiller Listesi Şekil 1: Türkiye deki güncel buzul alanları... 8 Şekil 2: Buz ve karın farklı dalga boylarında yansıma özellikleri... 16 Şekil 3: Solda, SLC arızası öncesi görüntü; sağda, SLC-Off görüntü... 18 Şekil 4: Türkiye nin başlıca 3 buzul bölgesine yakın konumdaki 4 meteoroloji istasyonu... 20 Şekil 5: Elektromanyetik yayım... 22 Şekil 6 : Elektromanyetik Spektrum bölgeleri... 23 Şekil 7: Farklı mekansal çözünürlüğe örnekler... 25 Şekil 8: NDVI değerlerinin hesaplanması... 32 Şekil 9: Buzul Dağı ndaki buzullar.... 44 Şekil 10: Buzul Dağı ndaki bazı buzullardaki alansal değişimi... 44 Şekil 11: Erinç (Suppa Durak) ve Cennet-Cehennem vadisi (Mia Hvara) buzullarının 1937 ve 1948 deki karşılaştırması... 45 Şekil 12: Buzul Dağı ndaki buzulların toplam alanının 1976, 1984 ve 2006 yılları arasındaki değişimi... 48 Şekil 13 : Buzul Dağı ndaki buzulların toplam alanının 1976 2007 yılları arasındaki değişimi... 49 Şekil 14: Süphan Dağı ndaki buzulların toplam alanının 1977, 1987 ve 2007 yılları arasındaki değişimi... 51 Şekil 15 : Süphan Dağı ndaki toplam buzul alanının 1977 2007 yılları arasındaki değişimi... 52 Şekil 16 : Ağrı Dağı ndaki takke buzulu toplam alanının 1977-2008 yılları arasındaki değişimi.... 54 Şekil 17: Ağrı Dağı ndaki takke buzulu toplam alanının 1977, 1998 ve 2008 yılları arasındaki değişimi... 55 Şekil 18: Hakkari, Van, Iğdır ve Ağrı istasyonlarına ait yıllık maksimum sıcaklık ortalamalarının yıllar içindeki değişimi ve eğilimi... 57 Şekil 19: Türkiye de karasallık derecesi... 61 iv
Şekil 20: Hakkari, Van, Iğdır ve Ağrı istasyonlarına ait yıllık minimum sıcaklık ortalamalarının yıllar içindeki değişimi ve eğilimi... 62 Şekil 21: Hakkari, Van, Iğdır ve Ağrı istasyonlarına ait yaz minimum sıcaklıklarının yıllar içindeki değişimi ve eğilimi... 63 Şekil 22: Sırasıyla Hakkari istasyonunun yıllık ortalama sıcaklıkları, yıllık toplam yağışları ve Buzul Dağı buzullardaki alansal değişim (en eski tarihli uydu görüntüsünden itibaren).... 64 Şekil 23: Sırasıyla Van istasyonunun yıllık ortalama sıcaklıkları, yıllık toplam yağışları ve Süphan Dağı buzullardaki alansal değişim (en eski tarihli uydu görüntüsünden itibaren)... 65 Şekil 24: Sırasıyla Ağrı istasyonunun yıllık ortalama sıcaklıkları, yıllık toplam yağışları ve Ağrı Dağı buzullardaki alansal değişim (en eski tarihli uydu görüntüsünden itibaren).... 66 Şekil 25: Sırasıyla Iğdır istasyonunun yıllık ortalama sıcaklıkları, yıllık toplam yağışları ve Ağrı Dağı buzullardaki alansal değişim (en eski tarihli uydu görüntüsünden itibaren).... 67 Şekil 26: Çalışmada kullanılan istasyonların rasat süresi boyunca yıllık yağış rejimleri... 69 Şekil 27: Hakkari, Van, Iğdır ve Ağrı istasyonlarının normalleştirilmiş yıllık yağış anomalileri... 72 Şekil 28: Hakkari, Van, Iğdır ve Ağrı istasyonlarının ilkbahar yağışlarının yıllar içindeki değişimi ve eğilimi... 73 v
Tablolar Listesi Tablo 1: Türkiye nin başlıca güncel buzulları... 7 Tablo 2: Buzul Dağı nı kapsayan uygun uydu görüntüleri ve çekilme tarihleri... 12 Tablo 3: Süphan Dağı nı kapsayan uygun uydu görüntüleri ve çekilme tarihleri... 12 Tablo 4: Ağrı Dağı nı kapsayan uygun uydu görüntüleri ve çekilme tarihleri... 12 Tablo 5: Türkiye nin başlıca 3 buzul bölgesine yakın konumdaki 4 meteoroloji istasyonuna ait bilgiler... 13 Tablo 6: Landsat uyduları ve sensörleri... 27 Tablo 7: Landsat uydularına ait çözünürlük bilgileri spektral bant aralıkları... 28 vi
1. Giriş Đklim sistemi; atmosfer, hidrosfer, kryosfer, litosfer ve biyosfer arasındaki karşılıklı ilişkiler sonucu ortaya çıkan bir yapıya sahiptir. Bu sistemi oluşturan bileşenlerin birbiri arasındaki karmaşık etkileşimler nedeniyle iklim değişikliğinin etkisi eksiksiz bir şekilde ortaya koyulamamaktadır. Bunun yerine, iklim değişikliğinin belirgin bir etkisini göstermiş olan iyi tanımlanmış ve ölçülebilir öğelerdeki değişiklikler, toplam sistemdeki değişiklikler için gösterge olarak kullanılabilir. Örneğin, buzulların çekilmesi, iklim değişikliğinin kar ve buzla ilgili sistemler (kryosfer) üzerindeki etkisine ilişkin bir gösterge olarak kullanılabilir. Söz konusu göstergeler tek başlarına sistemin tamamını ifade etmeyebilir ancak bir sistemin değişmekte olduğu ve bu değişikliklerin hangi yönde ve boyutta olduğu konusunda açık ipuçları verebilir (AÇA, 2004). Bu sistemi oluşturan bileşenlerden kryosfer, yeryüzünde suyun katı (buz) halde bulunduğu; deniz, akarsu ve göl buzları, dağ, örtü ve takke buzulları, karla kaplı alanlar ile topraktaki suyun donmuş olduğu permafrost bölgeleri kapsar ki bu da yeryüzünün yüzde altısına denk gelmektedir. Kryosfer, iklim sisteminin en dinamik ve değişken bileşenlerinden biri olmakla beraber; yeryüzünün enerji bilançosu, bulutluluk ve yağış dağılışı, atmosfer ve okyanus dolaşımında etkilere sahiptir. Bu nedenle iklim sisteminde gerçekleşen değişimlerin en önemli göstergelerinden biridir. Kryosferin parçalarından biri olan dağ buzullarının yüzey sıcaklıkları, donma/erime noktasına yakın olduğu için küresel ve yerel iklim değişikliklerine karşı özellikle duyarlıdırlar. Zaman içerisinde, kütle, hacim, alan ve uzunluk açısından buzullarda meydana gelen değişiklikler, doğadaki iklim değişikliğine ilişkin en açık göstergelerden bazılarını ortaya koymaktadır. Bu yüzden, buzullar, sera gazlarıyla ilgili küresel ve yerel boyuttaki ısınma eğilimlerinin önceden teşhis edilmesi anlamında temel göstergeler olarak kabul edilmektedir (IPCC, 2001). 1
Nitekim dünyanın çeşitli bölgelerinde yer alan dağ buzullarında da değişiklikleri gözlemlemek ve bunların iklimsel açıdan etki ve sonuçlarını belirlemek için araştırmalar yapılmaktadır. Bu çalışmalar dağ buzullarının yaygın görüldüğü Kuzey Amerika ve Avrupa da toplanmıştır. Buna karşın, Türkiye konumu ve topografik özellikleri nedeniyle farklı birçok iklim tipinin aynı anda yaşandığı bir ülke olması nedeniyle, her ne kadar kuzey Amerika ve Avrupa daki kadar iyi gelişmiş, geniş yer kaplayan dağ buzulları bulunmasa da, toplamda kabaca 20 km² alan kaplar (Kurter, 1988). Türkiye genel olarak yüksek bir ülke olup, ortalama yükseltisi 1132 metredir. Bunun yanında alanının yarıya yakınını dik yamaçlı ve arızalı dağlar oluşturur. Türkiye nin en yüksek dağları doğu kesiminde yer alır. Bunun dışında kuzey ve güney kıyılarına paralel uzanan dağ sistemleri de başlıca yüksek bölgelerini oluşturur. Bu durum aynı zamanda kalıcı kar sınırı üzerinde belirleyici rol oynar. Nitekim, bugünkü buzulların dağılışı kalıcı kar sınırı ile ilişkilidir. Kalıcı kar sınırı, enlem, bakı ve karasallık gibi faktörler nedeniyle Türkiye ölçeğinde farklılık gösterir. Örneğin, Doğu Karadeniz dağlarının kuzey yamaçlarında 3100-3200 metreden geçen sınır, Toros sisteminde 3400-3500 metreden geçer (Erinç, 1971). Đç kısımlara gidildikçe karasallığın artması nedeniyle yükselir. Yine aynı nedenle, iç kısımlarda batıdan doğuya doğru bir yükselme görülür. Örneğin Đç Anadolu da 3500 metre olan sınır, Süphan Dağı nda 3700, Ağrı Dağı nda 4000 metreden geçer. Buzullar ancak bu kar sınırı üzerinde kalan uygun alanlarda gelişebilir. Burada belirtilmesi gereken bir nokta da, bu sınırın geçmişteki farklı iklim koşulları altında, farklı yüksekliklerden geçtiğidir. Yapılan çalışmalar, yaklaşık olarak 20 bin yıl önceki Son Buzul Çağı nda (Würm) kalıcı kar sınırının bugünkü sınırın 1000-1500 metre aşağısında olduğunu belirtmektedir (Kuzucuoğlu ve Roberts e göre Çiner, 2003). 2
Yukarıda değinilen faktörlere nedeniyle, Türkiye de güncel olarak başlıca buzullar Doğu Karadeniz Dağları nda, Güneydoğu Toroslar da ve iç kısımlardaki büyük volkan konileri üzerinde bulunur (Tablo 1 ve Şekil 1). Bunlardan Doğu Karadeniz Dağları nın kuzeye bakan yamaçlarında 3100-3200 metreden; güneye bakan yamaçlarda ise 3550 metreden geçene kalıcı kar sınırı, bölgede buzul gelişimine olanak vermiştir. Kalıcı kar sınırının kuzey yamaçlarda çok daha alçaktan geçmesinin nedeni bakı etkisi ve Karadeniz den gelen nemli hava kütleleridir (Erinç, 1952a). Buna karşın güney yamaçlarda yağış daha azdır ve erime daha fazladır. Doğu Karadeniz Dağları nın en yüksek zirvesi Kaçkar Dağı olup yamaçlarında altı buzul bulunmaktadır. Bunlardan en büyüğü 2850 m. ye kadar inmekte olup, Erinç (1949a) tarafından Kaçkar I buzulu olarak adlandırılmıştır. Bölgede bulunan diğer buzullardan Kaçkar II buzulu 3000 m. ye; ve Kaçkar III buzulu da 2940 m. ye ulaşmaktadır (Erinç, 1949a). Doğu vd. (1993) e göre Kaçkar Dağı ve bulunduğu yöre 4 adet buzul vadisi, çeşitli tipteki morenleri ve buzul gölleri ile tipik bir buzul morfolojisine sahiptir. Yörenin en yüksek ikinci zirvesi Verçenik Dağı olup Erinç (1949b) tarafından kuzey yamacında 3 adet buzul belirlenmiştir. Ayrıca Doğu Karadeniz Dağları nın batısındaki Karagöl de de birkaç küçük buzul bulunmaktadır. Güneydoğu Toroslar, başta Buzul (Cilo) ve Sat Dağları olmak üzere Türkiye de buzullaşmanın en etkili olduğu yöredir (Erinç, 1971). Yörede kışlar soğuk ve genelde kar yağışlı olmasına rağmen yazlar çok sıcak ve kurak olup iklim, yükselti ve denizden uzaklık nedeniyle karasal özellikleriyle dikkati çeker. Aynı zamanda yıllık ortalama yağışlar da 700 mm civarındadır (Hakkari istasyonu). Yıllık ortama sıcaklık 9-10 C iken; en soğuk ay ve en sıcak ay ortalamaları arasındaki fark 30 C yi bulur. Yukarıda değinilen iklim özelliklerine rağmen bu yörede buzullaşma görülmesi, Erinç tarafından yörenin derin yarılmış olması ve bakı etkisiyle 3
açıklanmaktadır (Erinç, 1971). Gerçekten de bu yöredeki buzullar kuzey yamaçlarda gelişim göstermişlerdir. Ayrıca kış yağışlarının büyük bir bölümünün kar şeklinde düşmesi, buradaki buzullaşmayı artırıcı yönde etki etmektedir. Yağış getiren egemen rüzgarların güney ve güneybatıdan gelmesine rağmen Buzul ve Sat dağlarındaki buzulların çoğu kuzeye bakan ve gölgede kalan yamaçlarda yer alır. Bunlardan biri olan Buzul Dağı üzerindeki Đzbırak buzulu Türkiye nin en büyük vadi buzuludur. Buzul Dağı ndaki diğer büyük buzullar ise Erinç ve Cennet-Cehennem vadisinde yer alan Mia-Hvara (Avaspi) buzullarıdır. Güneydoğu Toroslar da daha küçük boyutlu buzullar Sat Dağı vadilerinde yer alır. Đç kısımlardaki büyük volkan konileri üzerinde de yükseltiye bağlı olarak buzullar görülmektedir. Bunlardan Ağrı Dağı 5137 m. lik yükseltisiyle hem Türkiye nin en yüksek dağı; hem de dünyanın ikinci en büyük volkanik dağı olma özelliğine sahiptir. Iğdır Đli nin güneyinde yer alan Ağrı Dağı nın güneydoğu yönünde gelişen 3927 metre yüksekliğinde bir zirve daha vardır ve Küçük Ağrı Dağı olarak isimlendirilir. Ağrı Dağı çevresinde iklim, karasal özellikler gösterir. Yıllık ortalama sıcaklığın 6 C olması yanında, en sıcak ay ile en soğuk ay ortalamaları arasındaki fark 30 C yi bulur. Yıllık ortalama yağış 528 mm dir (Ağrı istasyonu). Ağrı Dağı, Türkiye nin üzerinde bir takke buzulu bulunduran tek dağıdır. Blumenthal e (1958) göre takke buzulundan sarkan ve uzunlukları 1-2,5 km arasında değişen toplam 11 adet buzul dili dağın güney eteklerinde 4200 m. ye; kuzey eteklerinde ise 3900 m. ye kadar sarkmaktadır. Eğimin çok fazla olması nedeniyle zaman zaman kopan buzul parçaları zirveden aşağıya doğru uzanan vadilerde döküntülerle kaplı rejenere buzullar oluşturmuştur. Güncel kalıcı kar sınırı Ağrı Dağı nda 4300 m civarındadır (Arkel, 1973; Kurter ve Sungur, 1980). Buna karşın Küçük Ağrı Dağı yükseltisinin azlığı nedeniyle kalıcı kar sınırının altında kalmakta ve güncel buzul bulunmamaktadır. 4
Van gölünün batısında Nemrut Dağı ile başlayan ve Ağrı Dağı na kadar uzanan volkanik dağlar dizisi üzerinde yer alan bir diğer dağ da Süphan Dağı dır. Büyük Ağrı Dağı ndan sonra ülkenin ikinci en yüksek volkanik dağı olan Süphan Dağı, Van Gölü nün kuzeyinde yer alır ve zirve yüksekliği 4058 m dir. Süphan Dağı çevresinde karasal iklim özellikleri görülür. Doğu Anadolu bölgesinin genelinde karasal özellikler egemenken, Van Gölü çevresi, bölgenin diğer kısımlarına göre düşük karasallık değerleri gösterir. Yıllık ortalama sıcaklık 9-10 C di r. En sıcak ve en soğuk ay ortalamaları arasındaki fark Van gölü çevresindeki istasyonlarda 25 C civarındadır. Yıllık ortalama yağışlar Süphan Dağı na en yakın istasyon olan Adilcevaz da 440 mm, Van da ise 380 mm dir. Süphan Dağı nda, bugünkü kalıcı kar sınırı olan 3700 metrenin üzerinde birçok buzul bulunmaktadır. Güncel bir buzulun izlendiği diğer bir volkan da Kayseri yakınlarındaki Erciyes Dağı dır. Dağın kuzeybatı yamacında gelişmiş bir buzul bulunmaktadır. Bütün bu adı geçen buzul bölgelerinin dışında Karadağ, Kavuşşahap, Aladağ ve Bolkar Dağlarında da çok küçük boyutlu buzullar bulunmaktadır. Yukarıda adı geçen buzullardaki değişikliklerin uzaktan algılama tekniği ile belirlenmesi için, farklı tarihlerde algılanmış görüntülerin olması gerekir. Bu çalışmada yeryüzü kaynaklarını araştırmak amacıyla 1970 li yılların başında ilki fırlatılan Landsat uydularının görüntülerinden yararlanılmıştır. Böylece buzullardaki değişim 1970 li yılların başlarından itibaren izlenebilmiştir. Uzaktan algılama ile buzulları inceleyebilmek için görüntülerde bazı özellikler aranır. Bunlardan en önemlisi kar erime döneminin sonunda çekilmiş olmasıdır. Bunun için en uygun tarih, sonbaharın ilk kar yağışından hemen önceki dönemdir. Türkiye şartlarında genel olarak 5
Temmuz, Ağustos ve Eylül ayları bunun için uygun tarihlerdir. Görüntülerde aranan diğer bir özellik ise bulutsuzluktur. Türkiye deki buzullara ait Landsat görüntüler içerisinden yukarıda geçen şartlara uygun görüntüler ve buzul alanları seçilmiştir ve bunlar tablo 2, 3 ve 4 te listelenmiştir. Elde elden uydu görüntülerine göre incelenmeye uygun bulunan 3 buzul bölgesi vardır. Bunlar; Ağrı, Süphan ve Buzul Dağları dır. Kaçkar Dağı buzullarının küçük vadi ve sirk buzulları olması nedeniyle, Landsat görüntülerin mekansal çözünürlükleri, bunları belirlemek için yetersiz kalmaktadır. Ayrıca bu bölgeye ait uydu görüntülerinin birçoğunun karlı döneme ait olması çalışmayı olanaksız kılmıştır. Erciyes Dağı na ait elde edilen görüntülerin de yine karlı dönemde çekilmiş olması nedeniyle buradaki buzullar da çalışma kapsamına alınmamıştır. Ayrıca tablo 1 de yer almakla beraber Verçenik, Karagöl, Karadağ, Sat, Kavuşşahap, Aladağ ve Bolkar buzulları kapladıkları alanların çok küçük olması nedeniyle çalışma kapsamına alınmamıştır. 6
Tablo 1: Türkiye nin başlıca güncel buzulları (Kurter (1988) ve Çiner (2003) den yararlanarak) Buzul Bölgesi Dağ Adı Zirve Yüksekliği(m) Ağrı 5137 Süphan 4058 Erciyes 3917 Doğu Karadeniz Kaçkar 3932 Doğu Karadeniz Verçenik 3710 Doğu Karadeniz Karagöl 3107 Doğu Karadeniz Karadağ (Aptalmusa) 3331 Güneydoğu Toroslar Buzul 4168 Güneydoğu Toroslar Sat 3794 Güneydoğu Toroslar Kavuşşahap 3503 Orta Toroslar Aladağ 3756 Orta Toroslar Bolkar 3524 Konum (enlem ve boylam) 39 41-39 44 K 44 15-44 19 D 38 53-38 55 K 42 47-42 52 D 38 31-38 34 K 35 24-35 28 D 40 50'-41 00'K 41 08'-41 20'D 40 40'-40 46'K 40 52'-41 05'D 40 30'-40 32'K 38 08'-38 13'D 40 22'-40 26'K 39 02'-39 07'D 37 26-37 32 K 43 56-44 04 D 37 18'-37 24'K 44 10'-44 20'D 38 12'-38 16'K 42 48-42 54'D 37 41'-37 55'K 35 02'-35 16'D 37 26'-37 33'K 34 36'-34 50'D Buzul Adı Buzul Tipi - Takke buzulu - Vadi - Vadi Kaçkar I Kaçkar II Kaçkar III Krenek I, II Sinançor Dilektepe Vadi Vadi Vadi Sirk Sirk Vadi - Sirk Avliyana Erinç Mia Hvara Geverok Sirk Vadi Vadi - Sirk Lolut Vadi - Sirk 7
Şekil 1: Türkiye deki güncel buzul alanları. Çalışmada kullanılan dağ buzullarının adları kırmızı renkle gösterilmiştir. 8
1.1. Amaç Son yıllarda, araştırmacıların iklim değişmeleri konusuna olan ilgileri, küresel ısınma olgusuyla giderek artmaktadır. Đklim değişmelerinin belirlenmesinde meteorolojik ölçümlerin yanında, yeryüzündeki ısıya duyarlı nesnelerin gözlenmesi de pratik sonuçlar ortaya koymaktadır. Bu nesneler içerisinde buzullar güvenilir bir göstergedir. Fakat buzulların incelenmesi, genellikle erişimi güç yerlerde bulunmaları nedeniyle kolay değildir. Bununla beraber, son yıllarda farklı disiplinler tarafından kullanımı giderek artan uzaktan algılama teknikleri buzul araştırmalarına farklı bir boyut getirmiştir. Uzaktan algılama tekniği, doğrudan arazi çalışmalarına gidilmeden ya da en aza indirgeyerek doğal kaynakların uydu veya uçaklarla gözlemlenerek incelenmesine olanak sağlar. Türkiye de güncel olarak her ne kadar kuzey Amerika ve Avrupa daki kadar iyi gelişmiş, geniş yer kaplayan buzullar bulunmasa da, başlıca buzullar Doğu Karadeniz Dağları nda, Güneydoğu Toroslar da ve iç kısımlardaki büyük volkan konileri üzerinde bulunur. Fakat Türkiye buzullarındaki değişimi incelemeye yönelik bir çalışma bulunmamaktadır. Uzaktan algılama yöntemleri kullanılarak buzul alanlarındaki değişimin belirlenmesi çalışmalarına Türkiye dışından birçok örnek verilebilir. Bu nedenle tezde uzaktan algılama yöntemlerini kullanarak Türkiye nin güncel buzullarındaki değişimleri belirlemek ve bunların nedenlerini ortaya koymak amaçlanmıştır. Kuşkusuz buzullardaki iklim kaynaklı değişimlerin nedenlerinin başında sıcaklık ve yağışlardaki değişim gelmektedir. Çünkü buzul bütçesine etki eden başlıca meteorolojik faktörler sıcaklık ve yağıştır. Dolayısıyla, buzul bölgelerindeki meteoroloji istasyonlarının sıcaklık ve yağış verilerinin incelenmesi aracılığıyla buzullardaki değişimin nedenlerini açıklamak da bu çalışmanın amaçları içerisinde yer almaktadır. 9
1.2. Malzeme Yeryüzündeki herhangi bir değişimi uzaktan algılama ile belirlemek için en önemli gereksinim farklı zamanlarda çekilmiş görüntülerdir. 80 ve 30 metre çözünürlük ile Landsat uydu görüntüleri, yeryüzünün son 30 yıl içerisindeki durumunu göstermesi açısından önemli bir arşiv niteliği taşımaktadır. Bu arşiv görüntülere erişim NASA tarafından, University of Maryland s Global Land Cover Facility (GLCF) aracılığı ile bilimsel ve eğitimle ilgili amaçlar için sağlanmaktadır. GLCF nin arşivi içerisinde 1970 li yıllardan başlayarak günümüze kadar gelen görüntüler bulunmaktadır. Bu çalışmada kullanılan uydu görüntülerinin büyük bir bölümü de adı geçen arşivden sağlanmıştır. Buzul araştırmaları için kullanılan uzaktan algılanmış görüntülerde bazı özellikler aranmaktadır. Bunlar: Görüntünün kar erimesinin son ve yılın ilk karının yağmadığı dönemde çekilmiş olması Kar örtüsünün buzul örtüsünü ve buzul sınırını kaplamamış olması Bulut örtüsünün olmaması Bu gereksinimlere göre çalışma alanı ile ilgili uygun bulunan görüntülerin listesi tablo 2 de, tablo 3 de ve tablo 4 te gösterilmiş olup bunlar çalışmada kullanılmıştır. Ayrıca görüntüler üzerinden sayısallaştırma yapabilmek ve bunları karşılaştırabilmek için görüntülerin ortorektifiye edilmesi gerekmektedir. Bu veri seti NASA tarafından, Tucker ve diğerlerinin (2004) bahsettiği yöntemler ile ortorektifiye edilmiştir. Buzullardaki değişimin iklimle ilişkisini açıklamak üzere, buzul bölgelerine yakın konumda bulunan Ağrı, Iğdır, Hakkari ve Van istasyonların maksimum ve minimum sıcaklıkları ile yıllık toplam yağış verileri kullanılmıştır (Tablo 5). Meteoroloji istasyonlarına ait veriler Devlet Meteoroloji Đşleri Genel Müdürlüğü nden sağlanmış olup homojenlikleri kontrol edilmiş, ardından yıllık 10
sıcaklık kayıtlarında var olan eksik değerler, bir önceki ve bir sonraki yılın ortalaması alınarak tamamlanmıştır. 11
Tablo 2: Buzul Dağı nı kapsayan uygun uydu görüntüleri ve çekilme tarihleri Platform Sensör Path Row Çekilme Tarihi Landsat 2 MSS 182 034 04.07.1976 Landsat 5 TM 169 034 03.09.1984 Landsat 5 TM 169 034 09.09.1986 Landsat 5 TM 169 034 28.09.1987 Landsat 5 TM 169 034 19.08.1990 Landsat 5 TM 169 034 12.10.1998 Landsat 7 ETM 169 034 20.08.1999 Landsat 7 ETM 169 034 22.08.2000 Landsat 7 ETM 169 034 25.08.2001 Landsat 5 TM 169 034 24.09.2003 Landsat 5 TM 169 034 16.09.2006 Landsat 5 TM 169 034 03.09.2007 Tablo 3: Süphan Dağı nı kapsayan uygun uydu görüntüleri ve çekilme tarihleri Platform - Sensör Path Row Çekilme Tarihi Landsat 2 MSS 184 33 26.08.1977 Landsat 5 TM 170 33 26.09.1984 Landsat 5 TM 170 33 19.09.1987 Landsat 5 TM 170 33 01.09.1998 Landsat 7 ETM 170 33 11.08.1999 Landsat 7 ETM 170 33 05.09.2000 Landsat 5 TM 170 33 29.08.2006 Landsat 5 TM 170 33 10.09.2007 Tablo 4: Ağrı Dağı nı kapsayan uygun uydu görüntüleri ve çekilme tarihleri Platform - Sensör Path Row Çekilme Tarihi Landsat 2 MSS 183 032 25.08.1977 Landsat 5 TM 170 032 13.09.1987 Landsat 4 TM 170 032 31.08.1989 Landsat 5 TM 170 032 01.09.1998 Landsat 7 ETM 170 032 13.08.2000 Landsat 7 ETM (SLC-Off) 170 032 09.09.2004 25.09.2004 Landsat 7 ETM (SLC-Off) 170 032 14.08.2006 30.08.2006 Landsat 5 TM 170 032 10.09.2007 Landsat 7 ETM (SLC-Off) 170 032 04.09.2008 20.09.2008 12
Tablo 5: Türkiye nin başlıca 3 buzul bölgesine yakın konumdaki 4 meteoroloji istasyonuna ait bilgiler Đstasyon Enlem Boylam Yükselti (m) Rasat Süresi(yıl) Yağış Sıcaklık Ağrı 39 43 D 43 03 K 1632 62 62 Iğdır 39 55 D 44 03 K 858 62 62 Van 38 28 D 43 21 K 1670 62 62 Hakkari 37 34 D 43 44 K 1727 56 46 1.3. Yöntem 1.3.1. Uzaktan Algılama ile Buzulların Belirlenmesi Buzullarda zaman içerisinde değişen sıcaklık ve yağış gibi iklim elemanlarına bağlı olarak alan ve hacim değişiklikleri olabilmektedir. Bu değişikliklerin izlenmesi önceleri uzun yıllar boyunca arazi çalışmaları ve arazideki ölçümlerle yapılmıştır. Fakat gelişen teknoloji ile birlikte uzaktan algılamanın kullanılması günümüzde arazi çalışmalarını en aza indirerek ya da ortadan kaldırarak bu zorlu bölgelerin incelenmesini olanaklı kılmıştır. Buzullara yönelik uzaktan algılama çalışmaları, alansal dağılım, yüzey topografisi, toplam kütle, birikme ve erime oranları (ve dolaylı olarak buzul bütçesi), albedo oranları ve bunların her birinin zaman içerisindeki değişimi gibi çok farklı konularda olabilmektedir. Bu çalışmaların her birinde kullanılan veri setleri ve uygulanan yöntemler kuşkusuz farklılık göstermektedir. Buna göre çalışmamızda kullanılan veri setleri ve yöntemler ışığında buzullardaki değişim alansal olarak belirlenmiştir. Buzullardaki alansal değişimi uzaktan algılama yöntemi ile ele alan literatür incelendiğinde farklı yöntemlerden söz edilebilir. Bunları genel olarak 3 grupta toplayabiliriz: False Color görüntüler üzerinden manuel çizim (ekran sayısallaştırması), görüntü oranlama ve sınıflandırma. Yeryüzünün farklı bölgelerindeki buzullar için yukarıda adı geçen 3 yöntemin de uygulandığı ve 13
olumlu sonuçlar alındığı çalışmalar bulunmaktadır (Østrem, 1975; Rott, 1976; Hall, 1988; Rott ve Markl, 1989; Hall vd., 1992; Bayr vd., 1994; Aniya vd., 1996; Sidjak ve Wheate, 1999; Paul vd., 2002; Paul vd., 2002; Ouma ve Tateishi, 2005) Yöntem seçiminde eldeki veriler önemli rol oynamaktadır. Örneğin, spektral çözünürlüğü düşük olması nedeniyle MSS görüntüler üzerinden bant oranlama işlemleri sınırlıdır. Bu nedenle MSS görüntüler üzerinden buzulların sınırları genel olarak False-Color görüntüler üzerinden manuel olarak belirlenmektedir; çalışmada da bu yöntem kullanılmıştır. Landsat TM ve ETM görüntüler üzerinden buzulların belirlenmesinde spektral çözünürlüğün yüksek olması ile bağlantılı olarak çok farklı yöntemler kullanılagelmiştir. Çalışmada kullanılan yöntem ise bant oranlama yöntemidir. Bant oranlama, yeryüzündeki nesnelerin farklı bantlarda farklı yansımasına dayanılarak, istenilen özelliklerin belirginleştirilerek, ortaya çıkarılmasıdır. Buzulun belirlenmesinde de bu yöntem olumlu sonuç vermektedir (Rees, 2006). Buzulların, karın yıllar içerisinde birikip sıkışıp başkalaşması sonucunda oluşması nedeniyle spektral karakteri kar örtüsü ile büyük oranda benzemektedir (Şekil 2). Nitekim bu durum, kar örtüsü ile kaplı alanlarda, buzulların kar örtüsü ile karıştırılmasına yol açmaktadır. Diğer bir karışıklık ise buzul ve karı çevreleyen çıplak arazi yüzeyi ile arasında görülür. Öte yandan, bütün bu nesnelerin birbirinden ayrılması bant oranlama tekniği ile mümkündür. Bunlardan en yaygın kullanılan bant oranlama TM4/TM5 işlemidir. Sırasıyla, yakın kızılötesi (0.76-0.90 µm) ve orta kızıl ötesi (1.55-1.75 µm) bantlara denk gelen TM4 ve TM5 bantlarında karın, buzulların ve çıplak arazinin yansıma değerleri farklılık gösterir. Yakın kızıl ötesinde buzul ve dolayısıyla benzeri spektral özellikteki kar en yüksek yansıma oranına sahipken; orta kızılötesi bölgede en düşük yansıma oranına sahiptir. Böylece yakın kızılötesi (0.76-0.90 µm) ve orta kızıl ötesi (1.55-1.75 µm) bandın bölünmesiyle (TM ve ETM sensörü için bant4/bant5) elde edilen 14
görüntü kar ve buzul alanlarında yüksek yansıma değerleri; diğer alanlarda ise düşük yansıma değerleri gösterecektir. Buna karşın buzul ve karın da birbirinden ayrılması gerekmektedir. Her iki nesnenin spektral karakteri benzemesine karşın, farklı bant aralıklarındaki yansıma değerleri birbirinden farklıdır (Şekil 2). Örneğin şekil 2 de görüldüğü üzere, ttaze kar örtüsü yakın kızılötesine denk gelen TM4 bandında %90 oranında yansıma gösterirken, buzul örtüsü %40 oranında yansıma gösterir. Aynı şekilde orta kızıl ötesine denk gelen TM5 bandında kar %60 oranında yansıma yaparken; buzul %10 luk yansıma yapar. Buna göre formülize edersek: Kar için TM4/TM5 : 0,9 / 0,6 = 1,5 Buzul için TM4/TM5 : 0,4 / 0,1 = 4 Yukarıdaki değerlendirmeye göre, TM4/TM5 oranlanmış gri tondaki görüntüsünde, buzul ile kar örtüsü arasında farklılık söz konusudur. Bu görüntüde buzul alanları, kar alanlarına göre daha yüksek yansıma değerlerine sahip olacaktır. Böylece kar ve buzul örtüsü birbirinden ayrılabilir. Bu ayrım, uzaktan algılamada bir threshold (eşik) değeri yardımıyla yapılabilmektedir. Buzul araştırmalarında eşik değeri kullanımı, kar örtüsü ile buzul sınırının karışması durumunda söz konusudur. Bunun dışında, örneğin bir takke buzulunun beslenme bölgesindeki kar örtüsü, buzul alanının belirlenmesinde eşik değerinin kullanılmaması hataya yol açmayacaktır. 15
Şekil 2: Buz ve karın farklı dalga boylarında yansıma özellikleri (Rees, 2006) Yukarıdaki temel prensipler ışığında bu çalışmanın kapsamı içine giren buzulların tipleri ve veri setleri değerlendirildiğinde her bir buzul bölgesi için aşağıda bahsedilen yöntemler kullanılmıştır. Buzul Dağı ndaki buzullar küçük, vadi tipi buzullardır. Bu tip buzulların MSS gibi düşük mekansal çözünürlükteki sensörler kullanılarak belirlenmeleri zordur. Bölgede sarp rölyefin de etkisiyle gölgede kalan kuzey yamaçlarda buzullar gelişmiştir. Fakat bu bakı etkisi gölgeler nedeniyle, aynı zamanda görüntünün doğruluğunu azaltıcı yönde etki yapmaktadır. Ayrıca veri seti içerisinde yer alan 1976 yılına ait MSS görüntüsü bir miktar kar örtüsüyle kaplıdır. Bu da çalışmanın hassasiyetini olumsuz yönde etkilemiştir. Görüntü üzerinden yapılacak kontrolsüz sınıflandırma yukarıda sayılan nedenlerle hatalı sonuçlara yol açacaktır. Bu nedenle buzul sınırının MSS görüntüsünün false color bileşimi üzerinden manuel olarak yapılması uygun bulunmuştur. 16
Bunun dışında kalan TM ve ETM görüntüler 1976 yılına ait MSS sensörüne göre çok daha avantajlıdır. Bu görüntüler üzerinden TM4/TM5 (ETM4/ETM5) bant oranlaması yapılmıştır. Oranlama sonucunda ortaya çıkan gri tondaki görüntü üzerinden sınıflandırma yapılabilse de, çalışmada bu yöntem tercih edilmemiştir. Kartografik anlamda daha iyi bir gösterim için oranlanmış görüntü üzerinden manuel sayısallaştırma yöntemi kullanılmıştır. Ayrıca, TM ve ETM görüntülerin 5-4-3 bant kombinasyonunda buzulun mavi tonda görüldüğü ve sınırının çizilmesinin mümkün olduğu da görülmüştür. Süphan Dağı volkan konisi üzerinde toplam buzul alanı 1 km² civarındadır. Buradaki buzulların da otomatik olarak belirlenmesinde Buzul Dağı buzullarındakilere benzer sorunlar ile karşılaşılmıştır. 1977 yılındaki MSS görüntüsü, özellikle en büyük buzul olan Hızır Buzulu hariç, bölgedeki diğer buzulların belirlenmesinde bir ölçüde yetersiz kalmaktadır. Yine de bu görüntü üzerinden manuel sayısallaştırılma yolu tercih edilmiştir. Süphan Dağı na ait MSS görüntüsü dışındaki diğer TM ve ETM görüntülerin TM4/TM5 bant oranlaması üzerinden manuel sayısallaştırma yapılmıştır. Ağrı Dağı ndaki buzul, takke buzulu tipindedir. Bu buzulun belirlenmesi diğer iki bölgedekine göre daha farklı özellikler içerir. Buzul alanının 10 km² civarında olması, buzulun mekansal çözünürlüğe bağlı olarak belirlenememesi problemini ortadan kaldırmaktadır. 1977 yılındaki buzul alanı, MSS görüntüsünün false color bileşimi kullanılarak sayısallaştırılmıştır. Bunun dışında kalan görüntülerin ise yine TM4/TM5 bant oranlaması üzerinden manuel sayısallaştırma yöntemi tercih edilmiştir. Ağrı dağına ait görüntülerin listelendiği tablo 4 e bakıldığında 2004, 2006 ve 2008 yıllarında yakın tarihlere ait 2 şer adet SLC-Off görüntünün kullanıldığını görürüz. Bunun nedeni Landsat 7 platformunun 31 Mayıs 2003 tarihinde Scan Line Corrector (SLC) (Tarama Çizgisi Düzeltici) sisteminin devre dışı kalması sonucunda, bu tarihten sonra elde edilen görüntülerin 17
eksik çizgiler içermesidir. SLC-Off görüntüler adı verilen bu görüntülerin merkezinden uzaklaştıkça eksik çizgiler artmakta ve belirginleşmektedir (Şekil 3). Şekil 3: Solda, SLC arızası öncesi görüntü; sağda, SLC-Off görüntü Bu arızaya rağmen SLC-Off görüntüler bilimsel çalışmalarda kullanılabilmektedir. Bunun için genellikle eksik çizgilerin yakın tarihte çekilen bir başka SLC-Off görüntü ya da başka path/row da olan fakat üst üste binen görüntüler ile doldurulması tercih edilmektedir (Maxwell vd., 2007). Bu çalışmada da Ağrı buzuluna ait görüntülerin bir kısmında SLC-Off görüntüler, eksik çizgilerin yakın tarihli bir başka görüntü ile doldurulması yoluyla kullanılmıştır. Bunun için öncelikle bu görüntülere Erdas Imagine 9.1 yazılımında histogram matching adı verilen histogram eşleştirme işlemi uygulanmıştır. Böylece boşlukları dolduracak olan ikinci görüntünün histogramı ilkiyle eşleşecek ve farklılık çıkmasını engelleyecektir. Daha sonra eksik olan piksellerin diğer görüntüden alınmasını sağlayan model yazılmıştır ve bu model görüntülere uygulanmıştır. Sonuç olarak ortaya çıkan görüntüler bu çalışmada kullanılabilecek uygunluktadır. Bütün görüntülerde ön işlemler ve bant oranlama işlemleri için Erdas Imagine 9.1 yazılımında modeller yazılmıştır. 18
Ön işlemler ve bant oranlamadan sonra buzul alanının manuel olarak sayısallaştırması için ArcGIS Desktop 9.2 yazılımı kullanılmıştır. Sayısallaştırılan poligonların alanları yine aynı yazılım içerisinden hesaplanmıştır. 1.3.2. Đklim Elemanlarının Değerlendirilmesi Buzulların oluşumu kuşkusuz birçok iklim etmeni ile ilişkilidir. Buzullardaki değişimleri açıklamak açısından iklim elemanlarındaki değişimi incelemek gereklidir. Đklim elemanları içerisinden yağış ve sıcaklık, buzulların bütçesini etkileyen temel elemanlardır. Bu nedenle de buzullardaki değişimler, yağış ve sıcaklıklardaki değişimler ile açıklanabilmektedir. Yağış ve sıcaklıklardaki yıldan yıla gerçekleşen değişkenlik ve uzun yıllar içerisindeki değişim buzul bütçesini doğrudan etkilemektedir. Özellikle de buzul alanlarına yakın konumda bulunan istasyonların verileri, buzul araştırmaları açısından önemlidir. Bu amaçla, Türkiye nin başlıca 3 buzul bölgesine yakın konumdaki Ağrı, Iğdır, Hakkari ve Van olmak üzere 4 meteoroloji istasyonunun sıcaklık verileri ile yağış miktarlarındaki değişimler değerlendirilmiştir (Şekil 4 ve tablo 5). Ağrı ve Iğdır istasyonu Ağrı Dağı buzuluna en yakın ve uzun rasat süreli istasyonlardır. Bunlardan Iğdır istasyonu Ağrı Dağı na mesafe olarak daha yakın olmasına karşın yükseltisi 858 m gibi düşük bir değerdedir. Bu nedenle bu istasyona ek olarak yükseltisi 1632 m olan Ağrı istasyonun verileri de değerlendirilmiştir. Buzul ve Süphan Dağı na en yakın istasyonlar olan Hakkari ve Van istasyonlarının yükseltileri ise sırasıyla 1727 ve 1670 m. dir. Ayrıca Hakkari istasyonunda sürekli ve düzenli kayıtların 1951 yılından itibaren başlaması nedeniyle yağış miktarları ile ilgili değerlendirme bu yıl ve onu takip eden yıllar üzerinden; sıcaklıklar ile ilgili değerlendirme ise 1961 19
yılından itibaren yapılmıştır. Bunun dışında kalan istasyonlar düzenli kayıtların başladığı 1945 yılından itibaren değerlendirilmiştir. Şekil 4: Türkiye nin başlıca 3 buzul bölgesine yakın konumdaki 4 meteoroloji istasyonu Sıcaklık değerlerindeki (yıllık maksimum, yıllık minimum ve yaz minimum vb.) değişimin incelenmesinde, zamana bağlı olarak genel eğilimden (trend) yararlanılmıştır. Sıcaklık değerlerine doğrusal regresyon analizi uygulanarak, regresyon katsayısı ve trend doğrusu denklemleri hesaplanmıştır. Doğrusal regresyon, iki değişkenin birbirine bağlı olarak göstermiş olduğu değişimin belirlenmesi için kullanılan bir analiz yöntemidir ve şu eşitlikle ifade edilir: y = a + bx Bu denklemde A regresyon doğrusunun y eksenini kestiği nokta; B ise regresyon denkleminin eğimidir. Uygulanan işlemler sırasında zaman 20
(yıllar) bağımsız değişken (x), sıcaklık değerleri bağımlı değişken (y) olarak kullanılmıştır. Uygulanan işlemler sonucunda her bir istasyona ait doğrusal regresyon grafikleri çizilmiş ve bu sonuçlar yorumlanmıştır. Yağış değerlerindeki yıllar içindeki değişimin belirlenmesinde ise trend analizi istatistiksel olarak çok anlamlı olmaktadır. Bu nedenle yıllık toplam yağışlar, daha çok anomalilerin belirlenmesi yoluyla incelenmiştir. Araştırma alanında yıllık toplam yağışlar incelenirken istasyonlar arası karşılaştırma yapabilmek için veriler normalleştirilmiştir. Normalleştirilmiş yağış anomalisi (NYA) aşağıdaki eşitlik kullanılarak hesaplanır. NYA = (Y i Y) / σ Burada, Y i istasyonun yıllık toplam yağışını, Y ortalama yağışı ve σ standart sapmayı gösterir. Normalleştirilmiş yağış anomalileri meteorolojik kuraklıkların saptanmasında yaygın olarak kullanılmaktadır (Nicholson ve Palao, 1993; Erlat 2002a ya göre; Türkeş 1996c). 21
2. Temel Kavramlar Bu bölümde tez içerisinde adı geçen bazı temel kavramlar hakkında kısaca bilgi verilecektir. Bu kavramlar, özellikle uzaktan algılama çerçevesinde açıklanmaktadır. 2.1. Uzaktan Algılama Genel olarak uzaktan algılama, fiziksel bir temas olmaksızın nesneler hakkında bilgi toplama tekniğidir. Bu tanım hava fotoğraflarını, uydu görüntülerini, tıbbi taramaları, mikroskobik çalışmaları, sonar ve radarları da içermektedir. Ancak dar anlamda, özellikle yer bilimleri için uzaktan algılama, yeryüzüne fiziksel bir temas olmaksızın yeryüzünün doğal ve yapay nesneleri hakkında bilgi alma ve bunları değerlendirme tekniğidir. Uzaktan algılama tekniği, doğrudan arazi çalışmalarına gidilmeden ya da en aza indirgeyerek doğal kaynakların uydu veya uçaklarla gözlemlenerek incelenmesine olanak sağlar. Uzaktan algılamanın temelinde cisimlerin yaymış oldukları elektromanyetik enerjinin değerlendirilmesi yatmaktadır. Bu enerji, elektromanyetik yayım şeklinde olup ışık teorisinin temel kurallarına bağlı ve sinusoidal tarzda hareket etmektedir (Đşlem, 2002). Elektromanyetik yayım; yayım yönüne dik yönde ve değişik büyüklükte bir elektriksel alan (E) ile bu alan ile dik açı yapan bir manyetik alanı (M) içermektedir. Şekil 5: Elektromanyetik yayım 22
Elektromanyetik yayımın, Dalga boyu (wavelength) ve Frekans (frequency) olarak iki özelliği bulunur. Dalga boyu, birbirini izleyen dalgaların tepe noktaları arasındaki mesafe olup λ harfi ile tanımlanmıştır. Dalga boyu; nanometre (nm: 10-9 m, 10-7 cm ), mikrometre (µm:10-6 m, 10-4 cm), santimetre (cm: 10-2 m) ve metre (m) cinsinden ifade edilir. Frekans, bir saniyede oluşturulan dalga sayısıdır ve hertz cinsinden ifade edilir. 2.2. Elektromanyetik Spektrum Uzaktan algılama platformlarındaki sensörler, elektromanyetik yayımı kaydederek görüntüyü oluştururlar. Bu yayımın sınıflandırılması ile Elektromanyetik Spektrum oluşmuştur. Spektrum; gama ve x ışınlarını da içeren kısa dalga uzunluğu ile mikrodalga ve TV / radyo dalgalarını kapsayan uzun dalga uzunluğu arasında yer almaktadır. Elektromanyetik spektrum uzaktan algılama açısından önem taşıyan çeşitli bölgelere ayrılmıştır. Şekil 6 : Elektromanyetik Spektrum bölgeleri (Đşlem, 2002) Uzaktan algılamanın etkinlik alanı, yalnızca güneşten gelen enerjinin kullanıldığı hava fotoğrafları ile başlamıştır. Ancak elektromanyetik spektrumun görünür dalga aralığı, güneş enerjisinin çok büyük bir bölümünü taşımasına karşın, spektrumun çok küçük bir bölümünü oluşturur. Diğer bir yandan uzaktan algılama sistemleri, enerji kaynağına göre aktif ve pasif sistemler olarak ikiye ayrılır. Aktif sistemler cisimlerin algılanması için gerekli olan enerjiyi kendi üreten sistemlerdir (örn: Radar sistemleri). Pasif sistemler ise doğal radyasyonun yani güneşten gelen radyasyonun yansımasını algılar. 23
Algılayıcılar, yeryüzü ile etkileşim içine giren enerjiyi algılarlar. Bu etkileşim, gelen enerjinin yönünde, yoğunluğunda ve dalga boyunda değişikliğe neden olur. Değişiklik, maddenin kimyasal ve fiziksel özellikleriyle ilişkilidir. Elektromanyetik enerji, yeryüzüyle temel olarak 5 şekilde etkileşim içine girer. Yeryüzüne ulaşan enerji, yoğunluğunda az bir değişimle iletilir ya da geri yansıtılabilir. Yansıma pürüzsüz yüzeylerden doğrudan; ya da pürüzlü yüzeylerden dağılarak olabilir. Ayrıca, nesneler bu enerjiyi absorbe edebilir. Genellikle farklı dalga boylarındaki enerji farklı oranlarda absorbe edilir. Madde tarafından absorbe edilen enerji, ısıya dönüştürülür. Böylece madde de farklı dalga boylarında enerji yaymaya başlar ki buna da emisyon (salım) denir. Maddelerin farklı dalga boylarında, farklı spektral yansıma yapması, maddenin spektral karakterini oluşturur ve bu da uzaktan algılama ile yeryüzündeki nesnelerin ayrılmasını sağlar. Uzaktan algılama sensörleri, yeryüzünde bulunan nesnelerden yansıyan bu elektromanyetik enerjiyi algılar. Böylece bu nesnelerin tanımlanması, sınıflandırılması, mekandaki dağılımının belirlenmesi mümkün olur. Elektromanyetik enerji, fotografik veya elektronik olarak kayıt edilir. Uzaktan algılamada fotoğraf ve görüntü terimlerini birbirinden ayırmak gerekir. Fotoğraflar genellikle 0.3-0.9 µm dalga boyunda, görünen ve yakın kızılötesi boyundaki elektromanyetik enerjinin bir film üzerine kaydedilmesi ve yapılan kimyasal işlemler sonucunda bir hassas ortama basılması ile elde edilmektedir. Görüntüler ise, farklı algılayıcı ve farklı dalga boylarında, elektromanyetik enerjinin kaydedilmesi, sayısal hale dönüştürülmesi sonucunda oluşmakta ve bilgisayar ortamında gösterilmektedir. Uzaktan algılama açısından görüntü, yeryüzünün belli bir bölgesine ait, sütun ve sıraların grid şeklinde düzenlenmesinden oluşan bir veridir (Đşlem, 2002). 24
Elektromanyetik enerji görüntü üzerinde yansıma değerleri olarak ifade edilir. Her bir görüntü birimi (piksel) söz konusu yansıma değerlerini sayısal olarak (Digital Numbers DN) saklar. Uzaktan algılanan görüntünün kalitesini görüntünün çözünürlüğü belirler. Görüntünün çözünürlüğü mekansal (spatial), spektral (spectral), radyometrik (radiometric) ve zamansal (temporal) olarak 4 şekildedir. Mekansal çözünürlük, sensörün en küçük hedefi ayırt etmesini veya her bir pikselin temsil ettiği yer yüzündeki bir alanı ifade eden bir terimdir. Bu, sensörün yörünge yüksekliği ve algılayıcıdaki optik sistemin odak uzaklığı ile ilişkilidir. Şekil 7: Farklı mekansal çözünürlüğe örnekler Spektral çözünürlük, sensörün farklı dalga boyu aralıklarındaki (bant) enerjiyi algılayabilme yeteneği ve bu aralıkların genişliği olarak tanımlanabilir. Herhangi bir sensör tarafından üretilen görüntü, çok geniş bir dalga boyu aralığında, yan yana birkaç geniş dalga boyu aralığında ya da birçok yan yana küçük dalga boyu aralığında olabilir. Bunlar, sırasıyla pankromatik, 25
multispektral ve hiperspektral görüntüler olarak adlandırılır (Microimages, 2006). Siyah-beyaz hava fotoğrafları, bütün görünür dalga boyu aralığındaki (mavi, yeşil, kırmızı) yansıyan enerjiyi kaydeder ve pankromatik olarak nitelendirilir. Bunun dışında bazı uydu platformları da (örn: Quickbird) pankromatik görüntüleri kaydeden sensörlere sahiptir. Yeryüzündeki nesnelerin farklı spektral karakterini algılayabilmek için multispektral algılayıcılar geliştirilmiştir. Çoğu uzaktan algılama uydusu bu tip sistemleri kullanır. Ayrıca, multispektral algılayıcıların algılayabildikleri bant sayısından çok daha fazla bant algılayan hiperspektral algılayıcılar da bulunmaktadır. Radyometrik çözünürlük, sensörün parlaklık farklılıklarına olan hassasiyetini belirtmektedir (Đşlem, 2002). Görüntü sistemlerinin radyometrik çözümlemesi, enerji kapsamındaki çok ince farklılıkları ayırt etme yeteneği olarak da tanımlanmaktadır. Radyometrik çözünürlük ile ilişkili olarak görüntü verisinin değerleri, sayısal numaralar (DN) olarak ifade edilmektedir. Bu numaralar ikili (binary) sayı sisteminde ve 2 nin üsleri bit (1 bit=2 1 =2) tarzında düzenlenmiştir. Örneğin birçok sensörde görüntüler, 8 bit lik (2 8 =256) veriye sahiptir. Bu veri her piksel için 0-255 değerlerini içerir. 7 bit lik (2 7 =128) verinin her pikseli ise, 0-127 değerlerini içermektedir. Bit değeri düşük ise radyometrik çözümleme de düşük olacaktır. Zamansal çözünürlük ise yeryüzünün belli bir bölgesine ait görüntünün algılanabilme sıklığı olarak tanımlanabilir. Sensörler, belirgin bir zaman aralığı içinde, aynı hedef bölgesi üzerinde bulunacak şekildeki bir yörüngede bulunmaktadır. Her uydunun aynı hedef üzerinde bulunacağı zaman aralığı farklıdır. Örneğin bu süre; Landsat uydusu için 16 gün, Spot uydusu için 26 gün ve NOAA AVHRR meteoroloji uydusu için ise 12 saattir (Đşlem, 2002). Zamansal çözünürlük, uydu kapasitesine, tarama genişliğine ve yörünge yüksekliğine bağlı olarak değişmektedir. 26
2.3. Uydu Sistemleri Yeryüzünü farklı amaçlar doğrultusunda gözlemlemek amacıyla birçok farklı uydu ve uzaktan algılama sensörü üretilmiştir. Burada sadece çalışmada kullanılan Landsat uydusu hakkında bilgi verilecektir. 2.3.1 Landsat NASA (National Aeronautical and Space Administration) tarafından 1972 yılında başlatılan bir programla, yeryüzünü incelemek için Landsat-1, 2, 3 uyduları uzaya gönderilmiştir. Daha sonra yerlerini Landsat- 4, 5 ve 7 uyduları almıştır. Landsat 4 ve 5 uyduları; Multispectral Scanner (MSS) ve Tematic Mapper (TM), 1999 yılında hizmete giren Landsat 7 uydusu ise, Enhanced Tematic Mapper (ETM) sensörleri ile donatılmıştır (Tablo 6) (USGS Landsat missions, 2008). Tablo 6: Landsat uyduları ve sensörleri (USGS, 2007) Uydu Fırlatma Devreden Çıkarma Sensör Landsat 1 1972 1978 MSS/RBV Landsat 2 1975 1982 MSS/RBV Landsat 3 1978 1983 MSS/TM Landsat 4 1982 2001 MSS/TM Landsat 5 1984 Halen çalışıyor MSS/TM Landsat 6 1993 - ETM Landsat 7 1999 Halen çalışıyor ETM+ Landsat uydularına ait mekansal, spektral, radyometrik ve zamansal çözünürlükler ile spektral bant aralıkları tablo 7 de verilmiştir. 27
Tablo 7: Landsat uydularına ait çözünürlük bilgileri spektral bant aralıkları (Đşlem 2002 den değiştirilerek) Mekansal Çözünürlük Spektral Çözünürlük Radyometri k Çözünürlük Zamansal Çözünürlük Spektral Bantlar Landsat 1-3 (Multispectral scanner) Pankromatik: 30m Multispektral: 79m Landsat 4-5 (Thematic Mapper) 28.5m Landsat 7 (Enhanced Thematic Mapper) Pankromatik: 15m Multispektral: 30 60m 0.5-1.1 µm 0.45-12.5 µm 0.45-12.5 µm 6 bit 8 bit 8 bit 16 gün 16 gün 16 gün 4 = 0.50-0.60 µm 5 = 0.60-0.70 µm 6 = 0.70-0.80 µm 7 = 0.80-1.10 µm 8 = 10.4-12.5 µm (237 237 m 2 ) 1 = 0.45-0.52 µm 2 = 0.52-0.60 µm 3 = 0.63-0.69 µm 4 = 0.76-0.90 µm 5 = 1.55-1.73 µm 7 = 2.08-2.35 µm 6 = 10.4-12.5 µm (120 120 m 2 ) 1 = 0.45-0.52 µm Mavi 2 = 0.52-0.60 µm Yeşil 3 = 0.63-0.69 µm Kırmızı 4 = 0.76-0.90 µm Yakın Kızılötesi 5 = 1.55-1.73 µm Orta Kızılötesi 7 = 2.08-2.35 µm Orta Kızılötesi 6 = 10.4-12.5 µm Termal (80 80 m 2 ) Kızılötesi 8 = 0.52-0.9 µm (15 15 m 2 ) Pankromatik 28
2.4. Sayısal Görüntü Đşleme Uydu görüntülerinden bilgisayar aracılığıyla anlamlı bilgilerin elde edilmesi işlemlerinin tümüne, sayısal görüntü işleme adı verilir. Sayısal görüntünün işlenmesi görüntü düzeltme, görüntü zenginleştirme ve sınıflandırma olmak üzere üç temel başlık altında toplanabilir. 2.4.1. Görüntü Düzeltme Sensör ve uydudan kaynaklanan hataların düzeltilme işlemleri görüntü düzeltme olarak adlandırılır. Görüntü işlemenin ön hazırlıkları olarak da nitelendirebileceğimiz bu düzeltmeler geometrik, atmosferik, topografik olarak 3 grupta toplanabilir. Geometrik bozukluklara sensörün perspektifi, tarama sisteminin hareketi, uydunun hareketi, yüksekliği ve hızı, yeryüzünün şekli ve dünyanın dönüşü neden olmaktadır. Geometrik düzeltmenin amacı, yukarıda sözü edilen bozucu etkileri ortadan kaldırarak düzeltilen görüntünün en yüksek geometrik doğruluğa ulaşmasını sağlamaktır. Görüntüdeki geometrik bozulmalar sistematik veya rastgele olabilir. Sistematik bozulmalar önceden tahmin edilebilir ve bozulmaların kaynaklarının matematiksel olarak modellenmesi sonucu türetilen formüller uygulanarak kolaylıkla düzeltilebilir. Rasgele oluşan bozulmalar ise, modellenemez ve bu yöntem ile düzeltilemez. Bu yüzden görüntüler, Geometrik Düzeltme diye tanımlanan işlemlerle, bilinen yer koordinat sistemleri yardımıyla düzeltilir. Sensörler sadece yeryüzündeki nesnelerden yansıyan ya da yayılan enerjiyi değil, atmosferden ve başka nesnelerden dağılarak yansıyan enerjiyi de algılar. Atmosferik düzeltme, bu bozulmaların önüne geçmek için kullanılır. Bu düzeltme çok farklı yöntemlerle yapılmakla beraber en bilinen yöntem, daha önceden yansımaları ölçülmüş nesnelerden yola çıkarak yapılan düzeltmelerdir. Topografik düzeltmeler ise, topografyadan kaynaklanan hataları en aza indirmek için yapılan işlemlerdir. 29
2.4.2. Görüntü Zenginleştirme Görüntü zenginleştirme ile görüntüdeki detaylar arasındaki farklılıklar daha keskin bir şekilde anlaşılır hale getirilir ve bu da yorum yapmayı daha da kolay hale getirir. Böylece görüntü üzerinde amaca uygun özellikler daha belirgin bir duruma getirilir ve bunların dışında kalan özellikler bastırılır. Birçok görüntü zenginleştirme tekniği bulunmasına karşın burada sadece en temel olan 3 türden bahsedilecektir. Bunlar: 2.4.2.1. Kontrast Zenginleştirme Kontrast zenginleştirme, verileri daha belirgin hale getirmek amacıyla orijinal piksel değerlerini, uygun değer aralıklarına yayarak kontrastı artırma işlemidir. Böylece detaylar arasındaki kontrast artar ve analizci detayları çok daha net görebilir. Bunun için histogram üzerinde grafiksel olarak gösterilmiş görüntüye ait sayısal değerlerin aralıkları, istenilen şekilde yeniden düzenlenir. Histogram, görüntü kapsamındaki parlaklık değerlerini belirten bir grafiktir. Parlaklık değerleri grafiğin x ekseni, bu değerlerin her biri için oluşan frekanslar ise grafiğin y ekseni üzerinde gösterilir. Histogramdaki parlaklık değerlerini yeniden düzenlemek için çok farklı teknikler kullanılır. 2.4.2.2. Filtreleme Görüntünün geliştirilmesi için kullanılan diğer bir yöntem de filtrelemedir. Görüntüdeki nesnelerin kendilerine özgü mekansal frekanslara dayalı olarak, göze batacak veya gizlenecek tarzdaki görünümlerini sağlamak için mekansal filtreler kullanılmaktadır. Filtreleme işlemi, görünüşü keskinleştirme veya yumuşatma ve görüntüdeki özelliklerin kenarlarını keskin hale getirmek gibi farklı amaçlar için yapılmaktadır. 2.4.2.3. Bant Aritmetiği Đşlemleri Görüntülere çok yaygın olarak uygulanan işlemlerden birisi de bant aritmetiğidir. Adı geçen işlemler, yeryüzündeki özelliklerinin farklı bantlarda farklı yansımasına dayanılarak, gizli kalmış özellikler göze batacak şekilde ortaya çıkarılmasıdır. Bu işlemleri birkaç örnek ile anlatmak yararlı olacaktır. 30
Bant aritmetiğinin yaygın olarak kullanıldığı konulardan birisi bitki örtüsünün belirlenmesidir. Bunun için NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) adı verilen bir indeks kullanılır. Bu indeks bitkilerin yansıma özelliklerine dayanarak oluşturulmuştur. Buna göre sağlıklı bitkiler; elektromanyetik tayfın yakın kızılötesi bölgesinde güçlü bir yansıma yaparken, görünen kırmızı bandı ise absorbe ederler. Diğer taraftan sağlıksız bitkilerin yakın kızılötesi bölgedeki yansıması yeşil bitkilere göre daha düşüktür. Buna dayanarak canlı (yeşil) bitkiler ile sağlıksız bitkileri birbirinden ayırmak mümkündür. Bunun için geliştirilen formül; NIR; yakın kızılötesi bant, VR; kırmızı bant olmak üzere (Tucker, 1979); NDVI = (NIR - VR) / (NIR + VR) Hesaplamalar sonucunda çıkan yüksek değer, yoğun bitki örtüsüne işaret etmektedir (Şekil 8). Bulutlar, kar ve su görünen tayfın kırmızı bandında çok kuvvetli yansıma yaparlar ve negatif (-) indeks değeri verirler. Kayalar, çıplak arazi ve insan yapısı nesnelerin indeks değeri ortalama olarak sıfırdır. 31
Şekil 8: NDVI değerlerinin hesaplanması (Earth Observatory, 2007) NDVI gibi, NDSI (Normalized Difference Snow Index) da bant aritmetik işlemlerinin kullanıldığı bir indekstir. NDSI kar örtüsü ile kar örtüsüne benzer yansımaya sahip bulutlar ve diğer nesneleri ayırmak için kullanılır. Kar örtüsü ile bulutların yansıma oranlarında en fazla farkın olduğu dalga boyu 1.55µm and 1.75µm arasında kalan orta kızıl ötesi banttır (MIR). Buna göre; G yeşil ve MIR orta kızıl ötesi bant olmak üzere (Rees, 2006); NDSI = (G - MIR) / (G + MIR) Formül sonucunda ortaya çıkan değerler -1 ile +1 arasında yer alır ve yüksek indeks değerine sahip alanlar kar örtüsünün olduğu alanlar olarak karşımıza çıkar. Bant aritmetiği işlemlerinden bir diğeri ise bant oranlamadır. Bant oranlama da, yine farklı yansıma değerlerine dayanılarak yapılır fakat bu işlemde sadece 2 bant birbirine oranlanır. 32
Çok bantlı verilerde kullanılan istatistik yöntemlerden birisi de veri setindeki bantlarının azaltılmasıdır. Temel bileşen analizi (Principal Component Analysis) adı verilen işlem ile daha fazla bilgi sağlanır. Örneğin 7 bantlı TM veri setindeki ilk 3 band, tüm bilginin %90 nını içermektedir. Bu 3 bandın bilgileri kullanılarak dönüştürülen görüntü, daha kolay ve etkin kıymetlendirmeye olanak sağlar (Đşlem, 2002). Bu işlem ile, üzerinde çalışılan bant sayılarında azalma olur ve orijinal banttaki bilgilerin çoğu sıkıştırılarak daha az bant ile çalışılma olanağı sağlanır. Bu dönüşüm ya verilerin görsel olarak yorumlanmasından önce bir zenginleştirme operasyonu olarak uygulanır ya da verilerin otomatik olarak sınıflandırılmasından önce yapılan bir ön işlem olarak uygulanır (Carr, 1998). 2.4.3. Sınıflandırma Görüntüyü sınıflandırma, bir görüntü veri setinden anlamlı tematik haritalar üretme işlemidir. Sayısal görüntünün sınıflandırılmasında bir veya daha fazla banttaki piksel değerleriyle temsil edilen bilgiler kullanılır. Temel olarak iki sınıflandırma yöntemi vardır. Bunlar; Kontrolsüz Sınıflandırma Görüntüdeki verinin çok fazla bilinmediği zamanlarda kullanılan bir yöntemdir. Bu sınıflandırma, veri bantlarındaki yansıma değerlerine bağlı olarak ve benzer piksellerin otomatik olarak belirlenmesi sonucunda ortaya çıkmaktadır. Kontrollü Sınıflandırma Analizcinin kontrolünde uygulanan bir yöntemdir. Bu yöntemde, analizci tarafından tanınan veya hava fotoğrafları, yer bilgileri veya haritalar gibi diğer kaynaklardan sağlanan bilgilerin yardımı ile belirlenen nesneleri veya arazi örtüsü özelliklerini temsil eden pikseller seçilir. Belirlenen nesnelere göre bilgisayar benzer özellikleri ortaya çıkararak sınıflandırmayı yapar. 33
3. Literatür Değerlendirmesi Türkiye buzullarına ait birçok farklı çalışmanın yanında, dünyada buzul araştırmalarında uzaktan algılamanın kullanıldığı örnekler de bulunmaktadır. Bu nedenle çalışmaya kaynak oluşturan literatürü Türkiye de buzul çalışmaları ve Uzaktan Algılama ile Buzul Çalışmaları şeklinde 2 grupta toplamak yerinde olacaktır: 3.1. Türkiye de Buzul Çalışmaları Đlk kez 1842 de Ainsworth Güneydoğu Toroslar daki, 1846 da Koch Doğu Karadeniz dağlarındaki buzullardan söz etse de Türkiye buzullarına ait bilimsel çalışmaların 20. yüzyıla kadar yapılmadığı söylenebilir. 19. yüzyılda Türkiye deki buzul araştırmalarında kullanılabilecek hassas büyük ya da küçük ölçekli haritaların olmaması nedeniyle araştırmacılar, arazi çalışmalarında kendi taslak haritalarını üretmek zorunda kalmışlardır. 1901 yılında Maunsel Buzul Dağları nda, 1905 yılında Penther ve 1906 yılında Philippson Erciyes Dağı nda çalışma yapmıştır. 1930 lu yıllarla beraber yeni buzul alanları keşfedilmiştir. 1927 yılında Künne Aladağlar ı, Stratil-Sauer Doğu Karadeniz Dağları nı incelemiştir. Bu alanlarda esas iz bırakan çalışmalar ise Krenek (1932) ve Leutelt (1935) tarafından yapılmıştır. 1935 yılında Bartsch, Erciyes buzulunu incelemiştir. 1940 yılında ise Bobek, Buzul Dağı nda çalışmış ve buradaki buzulları fotoğraflamıştır. Bobek in çalışması, buzulları Pleistosen çerçevesinde değerlendirmesi bakımından bir ilktir. I. Dünya Savaşı sonrasında Güneydoğu Anadolu daki buzul çalışmalarında Alman kartografların 1/400.000 ölçekli ve Đngiliz kartografların 1/250.000 ölçekli haritaları kullanılmıştır. Örneğin Bobek (1940) Buzul Dağları ndaki çalışmalarında bu haritaları kullanmıştır. Ancak bu haritalar üzerinde buzullar gösterilmemiştir. II. Dünya Savaşı sonrasında Türk coğrafyacılar buzul çalışmalarında daha ön plana çıkmaya başlamışlardır. Bunlardan Erinç (1949a, 1949b, 1951, 1952a, 1952b, 1953) Kaçkar, Erciyes ve Süphan dağlarında çalışmalar 34
yapmıştır ve Türkiye de buzul araştırmalarının öncüsü sayılabilir. Erinç 1952 tarihli çalışmasında (1952a) Türkiye nin en iyi bilinen 3 buzul bölgesi temelinde iklim değişimlerinin kanıtlarını açıklamaktadır. Yazar, daha önceki çalışmalar ve yaptığı arazi gözlemleri ışığında her buzul bölgesinde bir gerileme tespit etmiştir. Ayrıca, Türkiye deki buzulların oluşumunu Pleistosen buzullarının kalıntısı olarak değil; son buzul çağı sonrası dönemde oluşmuş buzullar olarak değerlendirmektedir. Yazara göre bu dönemde buzullar güncel alanlarından 2 kat daha fazla alan kaplamışlardır. Erinç in her bir buzul bölgesi için değerlendirmelerine ayrıntılı olarak bakacak olursak; Erciyes Buzulu Yazara göre buzul alanı 15 hektardır (150000 m²). Genel uzunluğu 550 metre ve en kalın yeri 50 metre civarındadır. Buzulun dili neve çizgisinden 150 metre uzaklıkta bulunmaktadır. Yazara göre buzul 3380 metre yükseklikte ablasyon morenleri ile sona ermektedir. Bunun dışında ardı ardına gelen cephe morenleri ve gömülü ölü buz kütleleri Erciyes Buzulu nun gerileme ve incelme döneminde olduğunu kanıtlamaktadır. Bu gerileme Pleistosen buzullaşmasından sonra devam eden genel gerilemeye dayandırılamaz, çünkü bu şekiller ile oksitlenmiş, bitki örtüsü ile kaplanmış ve parçalara ayrılmış Pleistosen çökelleler arasında belirgin fark vardır. Bu gerçeğin bir sonucu olarak Erciyes Buzulu son buzul döneminin kalıntısı olarak kabul edilemez; hatta günümüz iklim koşullarında bile yok olması muhtemel olan bu buzulun, Klimatik Optimum un sıcak ve kuru şartlarına dayanacağını düşünmek olanaksızdır. Bu cephe morenleri detaylı olarak incelendiğinde şu değişimlerle karşı karşıya kalınır: 1) Son buzul döneminden sonra bir erime, büyük olasılıkla Klimatik Optimum da tamamen yok olma 2) Buzulun daha soğuk ve yağışlı bir dönemde yeniden oluşması ve genişlemesi, bunun yanında 3040 metre ile en düşük seviyedeki cephe morenlerinin oluşması 35
3) Çok sayıda genişlemeler ile bölünen ve aşağı cephe morenlerinde hilal şekli bırakan bir gerileme dönemi 4) Göreli olarak daha serin bir dönem ve 3150 metrede ikinci grup cephe morenlerinin oluşumu 5) Günümüze kadar süren, buzulun erimesinin devam ettiği, göreli olarak sıcak ve kuru dönem Erinç, buzul üzerinde yapılan çalışmaları kıyasladığında, 20. yüzyıl başından itibaren, yılda 3 metrelik bir gerileme olduğunu ileri sürmüştür. Yazar Penther in çalışmalarına bakarak buzullardaki küçülmenin 19. yüzyılın ikinci yarısında başladığını ve bunun 1930 lardan itibaren hızlandığını söylemektedir. Buzul (Cilo) Dağı ndaki Buzullar Buzul değişimine ait en ilginç oluşumlar Erinç Buzulu nda yer almaktadır. Đlk olarak Maunsell tarafından çalışılan buzulun önceleri daha kalın olduğu kesindir. 1937 deki çalışmasında Bobek buzulun sınırının 2600 metrede olduğunu belirtmiştir. 1948 de aynı buzul yazar tarafından neredeyse ikiye bölünmüş olarak bulunmuştur. Buzul dili de 1937-1948 arasında gerilemiş görünmektedir ve 2900 metre seviyesine çekilmiştir. Buzuldaki en önemli değişim 20. yüzyıldan itibaren incelme şeklinde gerçekleşmiştir. Diğer bir buzul ise Mia Hvara vadisinde yer alan buzullardır. Bunlar, batı, doğu ve orta Mia Hvara buzulları olarak ayrılmışlardır. Erinç buzulu gibi bu buzullar da kuşkusuz iklim etmenlerinin bir sonucu olarak ayrılmışlardır. Orta Mia Hvara buzulu 1937 de 2550 metre de olmasına rağmen; 1948 de 2800 metreye çekilmiştir. Batı Mia Hvara buzulunun da şekli değişmiş ve orta Mia Hvara buzuluna doğru dil benzeri bir uzantı oluşmuştur. Bir diğer buzul gerilemesine ait kanıt ise Đzbırak buzulunun güncel sınırının 500 metre ilerisindeki eski sınıra ait olan izlerdir. 36
Erinç, Đzbırak buzulundaki gerilemeye bakarak, erimenin bir önceki yüzyılda başladığını ve Erinç ile Mia Hvara buzullarına bakarak bu erimenin 1930 larda hız kazandığını söylemektedir. Kaçkarlar Erinç, bu grupta yer alan buzullarda da genel olarak bir gerilemeden söz etmektedir. Erinç ile aynı dönemde Türkiye buzulları üzerine çalışan bir diğer kişi de 1951 de Buzul Dağı ndaki araştırmalarıyla Đzbırak tır. Söz konusu yıllarda üretilen 1/200.000 ölçekli topografya haritaları buzul araştırmalarında kullanılmıştır. Ancak bu haritalarda yükseklik ve yer adları hataları bulunmaktadır. Yakın dönemde ise Kurter in (1978, 1980), Doğu nun (1993a, 1993b) ve Çiner in (2003) Türkiye buzullarına ilişkin çalışmaları bulunmaktadır. 1/100.000 ve 1/25.000 ölçekli topografya haritalarının üretilmesi, adı geçen buzul çalışmalarının hassasiyetini artırmıştır. Kurter (1988), Türkiye nin buzullarını, Karadeniz Bölgesi nin doğu kıyıları, Toroslar ve iç bölgelerdeki volkan konileri olmak üzere 3 grupta toplamıştır. Kurter 1980 yılındaki çalışmasında ise Türkiye deki buzul alanlarını Landsat görüntüleri ile tespit etmiştir. Bunun yanında buzulları içeren uydu görüntülerini listelemiş ve Türkiye deki buzul araştırmalarının kısa bir tarihçesini çıkarmıştır. Çalışma, uydu görüntüleri ile Türkiye deki buzulların izlenmesi açısından bir ilk olma özelliğine sahiptir. Çiner (2003), Türkiye nin güncel buzulları ve Geç Kuvaterner buzullaşması ile ilgili çökellerin bulunduğu bölgeleri 3 grup altında toplamıştır. Ayrıca Türkiye nin güncel buzullarının gelişimini açıklamıştır. Aynı zamanda geçmiş buzul çalışmalarını değerlendirmiş ve bunlar ile kendi çalışmasını karşılaştırıp, buzul alanlarında genel bir gerileme tespit etmiştir. Bunun dışında Blumenthal (1938), Wright (1962), Gall (1966), Loffler (1970), Spreitzer (1939), Imhof (1956), Arkel (1973), Messerli (1964) gibi araştırmacılar da Türkiye buzulları üzerine araştırmalar yapmışlardır. 37
3.2. Uzaktan Algılama ile Buzul Çalışmaları Uzaktan algılama ile buzul çalışmalarının, diğer uzaktan algılama çalışmaları gibi balonlara konulan kamera sistemleri ve diğer hava fotoğrafları ile başladığı kabul edilse de, kuşkusuz 1972 de Earth Resources Technology Satellite in (ERTS-1) uzaya fırlatılması yeni bir dönem açmıştır. 1975 te bu programın adının Landsat olarak değiştirilmesi ve takip eden yıllarda yeni Landsat uydularının fırlatılmasıyla çalışmalar hız kazanmıştır. Landsat projesinin üçüncü uydusu olan Landsat-3 ün fırlatıldığı 1978 yılına kadar yapılan çalışmalar yalnızca MSS sensörü ile donatılmış olan Landsat-1 ve Landsat-2 ile yapılmıştır. MSS sensörünün, ilerleyen yıllarda kullanılan sensörler ile karşılaştırıldığında daha düşük mekansal ve spektral çözünürlüğe sahip olması nedeniyle bu uydular ile yapılan çalışmaların hassasiyeti göreceli olarak düşüktür. Buzul çalışmalarında Landsat görüntüleri (MSS) ilk kullananlardan biri Østrem dir (1975). Østrem, çalışmasında Norveç teki buzulların beslenme ve erime alanlarını false colour görüntüler üzerinden ayırmıştır. Bunun yanında MSS görüntülerin buzulların kütle dengelerinin hesaplanmasında kullanılabileceğini belirtmiştir. Bir başka araştırmacı, Rott (1976), MSS görüntüleri zenginleştirerek Tirol Alplerindeki 50 kadar buzulun kalıcı kar sınırını ve beslenme alanı oranını belirlemiştir. 1978 yılında fırlatılan Landsat-3 ile birlikte geliştirilen ve Landsat-4 ile Landsat-5 in de üzerinde bulunan TM sensörler hem mekansal hem de spektral çözünürlüğü artırmıştır. TM sensörlerin görünür dalga boyunun dışında, kızılötesi bantta spektral anlamda farklı veriler sunması, bu dönemde buzulların haritalanmasında kullanılan yöntemlerin çeşitlenmesine yol açmıştır. Bu yöntemler genel olarak 3 gruba ayrılabilir (Paul vd., 2000): 38
False Color Görüntüler Üzerinden Manuel Çizim: Buzul sınırının manuel olarak çizildiği çalışmalarda hem MSS hem de TM sensörler kullanılmıştır. Rott ve Markl (1989) buzul sınırını görüntü üzerinden manuel olarak çizmiş ve yöntemin otomatik yöntemlerden daha iyi sonuç verdiğini göstermiştir. Yazar buzulun üzerinin yamaç döküntüsü veya morenlerle kaplı olduğu durumlarda çok iyi sonuç verdiğini, fakat çalışma alanındaki buzulların sayısının fazla olması durumunda çok da pratik olmadığını belirtmektedir. Hall ve diğerleri (1992) ise Đzlanda ve Avusturya ya ait, farklı zamanlarda çekilmiş, rektifiye edilmiş false colour görüntüler üzerinden buzulların uzunluğundaki değişimi tespit etmiş ve bunu arazi çalışmaları ile karşılaştırmıştır. Williams ve diğerleri de (1997) Vatnajökul buzulundaki değişiklikleri izlemek için sınırları manuel olarak çizmiştir. Görüntü oranlama: Görüntüler üzerinde yaygın olarak kullanılan yöntemlerden birisi de görüntü oranlamadır (bant oranlama). Görüntü oranlama ile yeryüzünde farklı bantlarda farklı yansıma değerine sahip olan, gizli kalmış özellikleri ön plana çıkarmak amaçlanır. Bu yöntem, birçok farklı birleşim ile kullanılmıştır. Hall (1988) Avusturya ve Alaska da çıplak buzul, taze kar ve ıslak karın ayrılmasında yansıma değerlerinin birbirine oranlarını kullanmıştır. Jacobs ve diğerleri (1997) ise Barnes takke buzulunun sınırını belirlemek için TM4/TM5 görüntü oranlamasını kullanmışlardır. Bayr ve diğerleri (1994) de TM4/TM5 oranlamasını kullanarak Avusturya daki iki farklı buzulun erime bölgesindeki sınırını belirlemiştir. Rott (1994) ise TM sensörünün 3. bandı ile 5. bandını oranlayarak buzul sınırını belirtmiştir. MSS görüntülerdeki kısıtlı bant sayısı nedeniyle, buzulun sınırını belirlemede farklı bant aritmetik işlemleri de denenmiştir. Nitekim Della Ventura ve diğerleri (1983) Tirol deki küçük bir bölgedeki buzulların 39
sınıflandırmasında MSS 2. bandı ile MSS 3. bandın çarpımı tekniğini geliştirmişlerdir ve iyi sonuçlar almışlardır. Buzulu belirlemek için uygulanan tekniklerden biri de Normalized- Difference Snow Index tir (NDSI). NDSI, diğer bant oranlama yöntemleri gibi, kar ile onu çevreleyen alanlar arasındaki kontrastı artırmak için kullanılan bir indekstir. NDSI, karın yüksek yansıma yaptığı bant ile düşük yansıma yaptığı bandın normalleştirilmiş farkından oluşur (Riggs vd., 1994). Karlı alanların ayrılmasından sonra, bu alanlar içindeki buzulları ayırmak için yine farklı görüntü oranlama yöntemleri kullanılarak buzulların sınırı belirlenmiştir. Bu yönteme örnek olarak Hall vd. (2001) ile Ouma ve Tateishi nin (2005) çalışmaları verilebilir. Sınıflandırma: Görüntüyü sınıflandırma, bir görüntü veri setinden anlamlı sayısal tematik harita üretme işlemidir. Gratton ve diğerleri (1990) Maximum-Likelihood sınıflandırma kullanarak buzul alanlarını haritalandırmışlardır. Kar, vejetasyon, çıplak kaya ve su gibi sınıflar için sınıflandırma yeterli hassasiyete ulaşsa da yamaç döküntüsü ile kaplı alanlarda yeterli sonuç alınamamıştır. Aniya ve diğerleri (1996) Güney Patagonya takke buzulunda TM sensörü, 1,4 ve 5 bant kombinasyonu üzerinden kontrolsüz sınıflandırmayı denemişlerdir. Sidjak ve Wheate (1999) TM4/TM5 bant oranlaması, NDSI ve temel bileşen analizi (PCA) 2-4 band görüntülerin kombinasyonu üzerinden kontrollü sınıflandırma yapmışlardır ve son derece olumlu sonuçlar almışlardır. Bunların dışında, özellikle yakın geçmişte yapılan çalışmalarda, birçok farklı yöntemin beraber kullanıldığı çalışmalar da bulunmaktadır. Paul vd. (2002), buzul çalışmalarında, yüksek çözünürlüklü görüntülerle Landat TM görüntüleri karşılaştırmışlardır. 0.1 km² den küçük buzullarda TM görüntülerin iyi sonuç verdiğini belirtmişlerdir. 40
Paul vd. (2004) Alplerdeki 930 buzulu, 1985 ve 1999 TM görüntüler üzerinden incelenmişlerdir. Çalışmada TM4/TM5 bant kombinasyonu kullanılarak buzul alanında %18 lik bir azalma belirlemişlerdir. Bolch (2006) Tien Shan da yağış miktarı, sıcaklık eğilimi ile buzullardaki değişimi CBS yardımı ile belirlemiştir. Çalışmada, TM4/TM5 bant oranlamasının üzerinden manuel olarak buzulun sınırı çizilmiştir. Ayrıca yıllar içindeki buzul değişimi ile meteorolojik veriler karşılaştırılmıştır. Khromova vd. (2006) Pamir Dağları nın eski tarihli fotoğrafları ile ASTER görüntüleri karşılaştırıp, buzullardaki değişimi belirlemiştir. Meteorolojik veriler ile buzullardaki değişimi karşılaştırmıştır. Vladimir vd. (2006) Tien Shan daki buzulların haritalanmasını manuel olarak yapmıştır. Sonuçlar meteoroloji verileriyle karşılaştırılmıştır. Buzullarda genel bir gerileme saptanmıştır. 41
4. Türkiye nin Güncel Buzullarındaki Değişimler 4.1. Buzul Dağı Buzulları Bu yöre Türkiye nin en önemli buzul alanıdır (Erinç, 1971). Yörede yazlar çok sıcak ve kurak olup iklim, yükselti ve denizden uzaklık nedeniyle sert karasal özellikleriyle dikkati çeker. Aynı zamanda yıllık ortalama yağışlar da 700 mm civarındadır (Hakkari istasyonu). Karasal iklime rağmen yörede buzul gelişimi bakı etkisi ve yarılmanın fazla olması ile ilgilidir. Bu alandak arızalı rölyef, yaz aylarında bile gölge etkisinin fazla olmasına yol açmış ve böylece buzulların erimesini engelleyici bir etki yapmıştır (Erinç, 1953). Burada 3 büyük buzul ayırt edilebilir. Buzul Dağı üzerindeki Türkiye nin en büyük vadi buzulu olan Đzbırak buzulu dışında Erinç buzulu ve Cennet-Cehennem vadisinde yer alan Mia- Hvara (Avaspi) buzulları yer alır. 4.1.1. Erinç (Suppa Durak) Buzulu Erinç buzulu, ilk kez Maunsell tarafından 1901 de fotoğraflanmıştır. Bu fotoğraf çok net olmasa da, Erinç (1952a) kendi fotoğrafında buzulun daha ince olduğunu belirtmiştir. Bobek in 1937 deki çalışmasında çektiği fotoğraf ise daha nettir. Bu çalışmada Bobek buzul sınırının 2600 metre yüksekliğinde olduğunu belirtmiştir. Erinç, Bobek in çalışmasını değerlendirerek, buzulun sınırının 15 yılda 2600 metreden 2900 metre seviyesine gerilediğini belirlemiştir (Şekil 11). Son olarak Kurter (1988) MSS görüntüleri kullanarak buzul sınırını belirlemeye çalışmıştır. Diğer bir yandan çalışmamızda kullanılan 1976 yılındaki MSS görüntüsünün karlı olması ve mekansal çözünürlüğünün çok düşük olması nedeniyle bu görüntünün hassasiyeti ve doğruluk oranı diğerlerine göre daha düşüktür. Ancak 1976 yılındaki durum hakkında fikir vermesi nedeniyle kullanılmıştır. MSS görüntünün false-colour ve 2-3-4 bileşimi üzerinden Erinç buzulunun manuel olarak sayısallaştırılması sonucunda buzulun alanı 1.54 km² olarak belirlenmiştir. Bunun yanında bu buzulun geri çekilmesi nedeniyle bölündüğü düşünülen küçük bir buzul parçası da 0,07 km² alana sahiptir. 42
Şekil 10 da görüldüğü gibi buzulun alanı 1976 yılından itibaren hızla ve her geçen yıl erime eğilimindedir. 2007 yılına gelindiğinde buzulun alanı 0,76 km² ye gerilemiştir. Elde edilen veriler ışığında Erinç buzulunun 31 yıllık bir sürede alanının yarısını kaybettiği görülmektedir. Bu gerilemenin büyük bir bölümü kuşkusuz buzulun dil bölgesi olan kuzeyinde gerçekleşmiştir. Ayrıca Bobek in (1940) Alman kartografların 1/400.000 ölçekli ve Đngiliz kartografların 1/250.000 ölçekli haritalarından yararlanarak yaptığı çalışmasında buzul dilinin 2600 m seviyesine inmesi, Erinç in (1952a) çalışmasındaki şekil (şekil 11) ve güncel topografya haritalarıyla karşılaştırınca pek de mümkün görünmemektedir. Bunun nedeni kanımızca çalışmada kullanılan haritalar gibi gözükmektedir. Buna karşın Erinç in (1952a) 1948 yılında yaptığı arazi gözlemleri ışığında çizdiği şekilde buzul dilinin 3000 m seviyesinde bulunması, güncel topografya haritaları ile karşılaştırınca olası görünmektedir. Buna göre 1948 yılında 3000 m seviyesindeki buzul yaklaşık 800 m gerileyerek 2007 yılında 3400 m seviyesine çekilmiştir. Buzulun erimesi nedeniyle kopan küçük bir parçası ise 3250 m de yer almaktadır. Bunların yanında, arazi ölçümleri yapılmamasına rağmen, 1998 yılındaki görüntüde ortaya çıkan ve ilerleyen yıllarda büyüyen, buzulun orta kesimindeki kaya yüzeyine bakarak, hacimsel bir azalmadan da söz etmek yanlış olmayacaktır. 43
a b c d e Şekil 9: Buzul Dağı ndaki buzullar. Altlık olarak kullanılan görüntü 18 Eylül 2006 tarihli Quickbird görüntüsüdür. Buzulların isimleri: a) Erinç, b) Batı, c) Orta, d) Doğu CennetCehennem vadisi buzulları, e) Đzbırak 1,8 1,6 1,4 Erinç Buzulu y = -0,0605x + 1,4055 R2 = 0,8584 Batı y = -0,0695x + 1,0008 R2 = 0,5657 Orta y = -0,0253x + 0,5018 R2 = 0,9617 Doğu y = -0,0244x + 0,6297 R2 = 0,9697 Đzbırak Buzulu y = -0,0343x + 1,1544 R2 = 0,8952 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1976 1984 1986 1987 1990 1998 1999 2000 2001 2003 2006 2007 Şekil 10: Buzul Dağı ndaki bazı buzullardaki alansal değişimi 44
Şekil 11: Erinç (Suppa Durak) ve Cennet-Cehennem vadisi (Mia Hvara) buzullarının 1937 ve 1948 deki karşılaştırması (Erinç 1952 den) 4.1.2. Cennet-Cehennem Vadisi (Mia Hvara, Avaspi) Buzulları Cennet-cehennem vadisindeki bu buzul gurubunun, iklim etmenleri nedeniyle parçalandığı, geçmişte bir bütün olduğu düşünülmektedir (Erinç, 1952a). Buradaki buzullar batı, orta ve doğu Mia Hvara buzulları olarak da adlandırılmaktadır. Erinç, Orta Mia Hvara buzulunun 1937-1948 yılları arasında 2550 metre den 2800 metreye çekildiğini belirtmektedir. Ayrıca Batı Mia Hvara buzulunun geri çekilme sonucunda şekil değiştirip Orta Mia Hvara buzuluna bir dil gibi uzandığını söylemektedir. Çalışmamızın sonuçlarına göre ise Cennet-cehennem vadisindeki en büyük buzul olan Batı buzulunun alanı 1976 2007 yılları arasında 1,52 km² den 0,38 km² ye gerilemiştir. Aynı yıllar süresince Orta buzulu 0,49 km² den 0,22 km² ye ve Doğu buzulu 0,63km² den 0,37km² ye gerilemiştir. Bu verilere bakarak Cennet-cehennem vadisindeki bütün buzullarda alansal bir azalma olduğu görülmektedir. Azalmanın en çok görüldüğü buzul Batı buzuludur ve alanının yaklaşık olarak ¾ ünü kaybetmiştir. Buzul, aynı 45
zamanda erime nedeniyle parçalara ayrılmaktadır ve 2007 yılında 4 parça halindedir. Diğer iki buzul da 31 yıllık sürede alanlarının kabaca yarısını kaybetmişlerdir. Buzulların alanlarındaki gerileme yine dil bölgeleri olan kuzeyde daha belirgin olarak izlenebilmektedir. Erinç buzulundaki gibi, Cennet-cehennem vadisi buzullarında da Bobek in (1940) haritalarından kaynaklanan bir hata söz konusudur. Orta buzulunun 1937 yılında 2550 m de bulunması, şekil 11 ve güncel topografya haritaları incelendiğinde pek mümkün gözükmemektedir. Ancak Erinç in (1952a) çalışmasındaki şekil ve topografya haritaları karşılaştırıldığında 1948 yılında buzulun gerçekten de 2750 m de bulunması olasıdır. Buna göre 1948 2007 yılları arasındaki 59 yıllık sürede Cennetcehennem vadisindeki Orta buzulu kabaca 600 m gerileyerek 2800 m seviyesine çekilmiştir. Çekilmenin 400 m lik bölümü, çalışmanın kapsamına giren 1976 2007 yılları arasında yaşanmıştır. 4.1.3. Đzbırak (Uludoruk, Gelyaşin) Buzulu Erinç bu buzulun 1952 deki sınırının 500 metre ilerisindeki cephe morenlerine bakarak buzulun gerilemekte olduğunu düşünmüştür. Gerçekten de uydu görüntüleri üzerinden hesapladığımız alanlarda, buzuldaki gerilemenin devam etmekte olduğunu görmekteyiz. 1976 yılında buzulun alanı 1.13 km² dir. Buna karşın 2007 yılında 0.77 km² dir. Buzulun birikme bölümünde çok fazla değişiklik olmamasına karşın, dil bölümü olan doğusunda gerileme görülmektedir. 31 yıllık sürede buzul dili 2900 m den 3000 m ye gerilemiştir. Genel olarak Buzul Dağı ndaki buzulları değerlendirecek olursak bütün buzullarda bir gerileme ve alan parçalanması görülmektedir. Ayrıca, yörede yer alan birçok küçük buzul da eriyip ortadan kalkmıştır. Yöredeki bütün buzul alanının yarıdan fazlasının 1976-2006 yılları arasında yok olduğu söylenebilir (Şekil 12). Kuşkusuz buzullardaki bu alansal gerilemenin yanında hacimsel olarak da bir azalma söz konusudur. Fakat 46
bunun uzaktan algılama ile belirlenmesinde, Landsat görüntüler tek başlarına yetersiz kalmaktadır. Buna rağmen, eski dönemlerde üzerleri örtülü kaya yüzeylerinin ilerleyen yıllarda ortaya çıkışı, buzullarda hacimsel anlamda da bir azalmayı işaret etmektedir. 47
Şekil 12: Buzul Dağı ndaki buzulların toplam alanının 1976, 1984 ve 2006 yılları arasındaki değişimi. Altlık olarak kullanılan görüntü 18.09.2006 tarihli Quickbird görüntüsüdür. 48
9 8 7 8,53 Buzul Alanı (Km²) Doğrusal Trend y = -0,1441x + 7,476 R 2 = 0,8525 6 6,05 5 4 3 5,09 4,69 4,49 4,14 3,873,73 3,52 3,45 3,30 2,98 2 1 0 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Km² Yıllar Şekil 13 : Buzul Dağı ndaki buzulların toplam alanının 1976 2007 yılları arasındaki değişimi 4.2. Süphan Dağı Buzulları Süphan Dağı, Van gölünün batısında Nemrut Dağı ile başlayan ve Ağrı Dağı na kadar uzanan volkanik dağlar dizisi üzerinde yer alır. Büyük Ağrı Dağı ndan sonra ikinci en yüksek volkanik dağ olan Süphan Dağı, Van Gölü nün kuzeyinde yer alır ve zirve yüksekliği 4058 m dir. Süphan Dağı nın üst bölümünde iç içe geçmiş iki koni bulunur. Đçteki ikinci koni Sandık Tepe olarak adlandırılır ve dağın en yüksek noktası bu tepe üzerinde bulunur. Süphan Dağı çevresinde karasal iklim özellikleri görülür. Doğu Anadolu bölgesinin genelinde karasal özellikler egemenken, buna karşın Van Golü çevresi, bölgenin diğer kısımlarına göre daha düşük karasallık değerleri gösterir. Yıllık ortalama sıcaklık 9-10 C dir. En s ıcak ve en soğuk ay ortalamaları arasındaki fark Van gölü çevresindeki istasyonlarda 25 C civarındadır. Yıllık ortalama yağışlar Süphan Dağı na en yakın istasyon olan Adilcevaz da 440 mm, Van da ise 380 mm dir. 49
Süphan Dağı nda, bugünkü kalıcı kar sınırı olan 3700 metrenin üzerinde birçok buzul bulunmaktadır. Buradaki buzulları ilk olarak 1950 li yıllarda Erinç incelemiştir. Süphan Dağı ndaki buzulların en büyüğü kraterin kuzeye bakan yamacındaki Hızır Buzulu dur (Deniz ve diğerleri, 2003). Erinç, bu buzulun 1.5 km uzunluğunda olduğunu ve 3400 metre yüksekliğine kadar sarktığını belirtmiştir (Erinç, 1971). Deniz ve diğerleri (2003) ise buzulun 3870-3750 metre yükseklikleri arasında yer aldığını ve uzunluğunun 1.2 kilometre olduğunu belirlemiştir. Bunun dışında Sandık Tepe olarak bilinen içteki ikinci koni üzerinde de buzulların bulunduğunu eklemiştir. 1977 yılındaki MSS görüntüsünde Hızır Buzulu nun uzunluğu 1.5 km olup alanı 0.45 km² olarak belirlenmiştir. 2007 yılına gelindiğinde ise buzulun uzunluğu 1 km ye ve alanı da 0,14 km² ye gerilemiştir. Deniz ve diğerlerinin (2003) Sandık Tepe üzerinde 5 ayrı yerde farklı büyüklüklerde buzullar belirlemesine rağmen, bu çalışmada kullanılan uydu görüntüleri ile Sandık Tepe üzerinde yalnızca bir adet buzul belirlenebilmiştir. Bunun nedeni, buradaki buzulların boyutlarının küçük olması ve görüntülerin mekansal çözünürlüklerinin buzulları ayırt etmeye yetmemesidir. Toplam buzul alanına bakacak olursak, 1977 yılında 1.29 km² olan buzul alanı 2007 yılına gelindiğinde 0.35 km² ye gerilemiştir (Şekil 14). Buna göre Süphan Dağı, buzullarının kabaca ¾ ünü aradan geçen 30 yıl içerisinde kaybetmiştir. Ayrıca erimeye bağlı olarak buzullarda parçalanma da belirgin olarak görülebilmektedir. 50
Şekil 14: Süphan Dağı ndaki buzulların toplam alanının 1977, 1987 ve 2007 yılları arasındaki değişimi. Altlık olarak kullanılan görüntü 05.09.2000 tarihli ETM görüntüsüdür (RGB=321). 51