Atmospheric circulation types in Marmara Region (nw turkey) and their influence on precipitation

Marmara Bölgesi, Anadolu'nun kuzeybatı ucunda ve Balkanlar'ın güneydoğu kısmında yer alan; Marmara Denizi, Boğaziçi ve Gelibolu Boğazlarıyla ayrılan iki yarımadadan oluşmaktadır. Asya ve Avrupa kıtalarında konumlanan bu bölge, Türkiye'nin endüstriyel ve tarımsal anlamda en gelişmiş ve nüfusun en yoğun olduğu bölgesidir. Nüfus yoğunluğu bölgede km2'ye 300 kişi olup, bu rakam İstanbul'da 2500'e çıkmaktadır. Ekonomik gelişimine paralel olarak, bölge Türkiye'nin diğer kesimlerinden göç almaya devam etmektedir. Süregelen bu göç su talebini arttırmakla beraber, su havzasındaki kontrolsüz yapılaşmaya sebep olarak mevcut su kaynaklarını da tehdit etmektedir. Böylece, yağış miktarı ve rejimi sınırlı olan su kaynaklarının yönetiminde önemli rol oynamaktadır. Büyük ölçekteki atmosferik sirkülasyon patenleri ve sinoptik paternler bölgenin iklimini belirlemede önemli rol oynarlar. İlk olarak, Marmara Bölgesi'nin sinoptik özelliklerini belirlemek için, sirkülasyon tipleri ve onların uzun dönemli ortalama sıklıkları ile yağış arasındaki ilişkiler incelendi. Sirkülasyon tiplerini belirlemek için, Otomatik Lamb Hava Tipleri sınıflandırma metodu NCEP/NCAR'in günlük ortalama deniz seviyesi basıncı bilgilerine uygulandı. Deniz seviyesi basınç anomali değerleri sonucunda, başlıca 10 sirkülasyon paterni subjektif olarak üç gruba ayrıldı. Bu gruplar; Kategori I (NE ve E), Kategori II (SW, S, SE) ve Kategori III (W, NW, N) olmakla beraber, bunların dışında kalan 2 paterni de siklonik (C) ve antisiklonik (A) hava tipleri oluşturmaktadır. Kategori I hava tiplerinde, Doğu Avrupa üzerinde yüksek basınç anomalisi mevcuttur. Bunun sonucunda paternler Marmara Bölgesi üzerine kuzeydoğulu ve doğulu olarak gelmektedir. Bütün bir yıl boyunca Marmara Bölgesi üzerinde etkin olan hava tiplerini oluşturmaktadır. Kategori II' de ise İtalya üzerinde alçak basınç merkezi bulunmakta ve sıklıkla kış aylarında görülmektedir. Kategori III paternlerinde ise Karadeniz üzerinde alçak basınç merkezi bulunmakta, bunun neticesinde bölgemiz üzerine batılı, kuzeybatılı ve kuzeyli akışlar gelmektedir. Siklonik hava tiplerinde Marmara üzerinde alçak basınç merkezi bulunurken, Antisiklonik sirkülasyonda ise yüksek basınç merkezi bulunmaktadır. Yıllık bazda ve bölgede yılın en yağışlı mevsimi olan kışın (Aralık, Ocak ve Şubat), kuzeydoğulu ve doğulu hava tipleri bölgede en sık rastlanan hava tipleri oldular. En fazla yağış yapma potansiyeline sahip sirkülasyon tipleri başlıca siklonik ve kuzeyli tiplerdir, halbuki bu tipler en az sıklıkla rastlananlar arasında olduğundan bölgede egemen olan yağış mekanizması değildir. Bunların yerine, daha az yağış yapma potansiyeline sahip olan fakat daha sıklıkla görülen kuzeydoğu ve doğulu akışlar yağış miktarlarının büyük kısmını oluştururlar. Bu ilişki, Marmara Bölgesi'nin kuzeyinde bulunun Karadeniz'den gelen kuzeyli ve doğulu akışlardan önemli miktarda yağış aldığını gösterip, Karadeniz'in bölgenin yağış rejimindeki etkisini göstermektedir. Diğer yandan, Karadeniz'e coğrafi olarak uzakta bulunan veya kuzeydoğulu akışlardan daha az etkilenen istasyonlarda (özellikle bölgenin bati kesimindekilerde), yağışlar daha çok güneyli akışlarda meydana gelmektedir. Marmara Bölgesi'ni etkileyen sirkülasyon tipleri ve vuku bulan yağış arasındaki ilişkiye ek olarak, uzak etkileşim paternlerin (teleconnection) sirkülasyon tipleri ve yağış mekanizmaları üzerindeki etkileri incelendi. Bu amaçla, beş başlıca uzak etkileşim indeks değerleri kullanıldı. Bunlar Kuzey Atlantik Salınımı, Arktik Salınım, Doğu Atlantik, Doğu Atlantik-Batı Rusya ve İskandinavya paternleri. Uzak etkileşimler arasında Doğu Atlantik-Batı Rusya uzak etkileşimi kış aylarındaki sirkülasyon tiplerini en fazla etkileyenidir. Bu etkileşim ile sırasıyla kuzeydoğulu ve kuzeybatılı sirkülasyon tipleri arasında pozitif, güneybatı ve siklonik sirkülasyon tipleri arasında negatif ilişkiler istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. Bölgedeki sirkülasyon tiplerini kışın etkileyen ikinci uzak etkileşim örüntüsü Arktik Salınımdır. Arktik Salınım da Doğu Avrupa-Batı Rusya uzak etkileşimi gibi kuzeydoğu, güneybatı ve siklonik sirkülasyon tiplerini etkilemektedir. İlginçtir ki, uzak etkileşimler arasında Türkiye'ye kışın etkisi en fazla inceleneni olan Kuzey Atlantik Salınımı kışın Marmara Bölge'sindeki sirkülasyon tiplerinin sıklığına etkisi genellikle zayıf ve önemsizdir. Bu sonuçlara ek olarak, kış mevsiminde özellikle kuzeydoğulu paternlerin (NE) sayısında önemli bir azalma görülmekle beraber, günlük yağış miktarlarında artış eğilimi göze çarpmaktadır. Bunun nedeni araştırıldığında, kuzeydoğulu hava tiplerinin hakim olduğu kış aylarında, günlük yağış miktarındaki artışın başlıca nedeni olarak, Doğu Avrupa'da bulunmakta olan yüksek basınç merkezine ek olarak, Kıbrıs üzerinde alçak basınç merkezi bulunmakta ve bu durum neticesinde fazla miktarda nem Karadeniz üzerinden bölgemize transfer edilmektedir. Ayrıca, Karadeniz üzerindeki deniz suyu sıcaklığınında ortalamadan 0.6 °C fazla olması atmosferdeki nem içeriğini artırmaktadır. Su kaynakları yönetiminde, belirli havzalardaki yağış miktarları büyük öneme haizdirler. Bu yüzden, sirkülasyon tiplerinin Marmara'nın alt bölgelerinde yağış oluşturma sıklığı ve yağış şiddetleri sayısal olarak incelenmiştir. Bu incelemede, Ward'in hiyerarşik kümeleme tekniği 1960-2012 arası kış mevsimi 19 meteoroloji istasyonu günlük yağış miktarlarına uygulanarak; Marmara Bölgesi kendi içinde benzer özelikler gösteren bes alt bölgeye ayrılmıştır. Bu bölgeler: Karadeniz-Marmara alt bölgesi, Karadeniz alt bölgesi, Marmara alt bölgesi, Trakya alt bölgesi ve Ege alt bölgesi. Karadeniz-Marmara alt bölgesini Kireçburnu, Kumköy, Şile ve Çınarcık istasyonları oluşturmaktadır. Kocaeli ve Sakarya istasyonları ise Karadeniz özelliği göstermektedir. Daha çok Marmara iklimini oluşturan istasyonlar Bursa, Yalova, Keles, Bandırma ve Florya' dır. Edirne, Kırklareli, Lüleburgaz, Çorlu ve Tekirdağ daha çok Trakya bölgesi özelliği sergilerken, Çanakkale, İpsala ve Malkara istasyonları ise Ege alt bölgesini oluşturmaktadır. Yağış sıklıkları incelendiğinde, yağışlı sirkülasyon tipleri (kuzey, kuzeydoğu, kuzeybatı ve siklonik) bütün alt bölgelerde daha fazla yağış yapma olasılığına sahiptir. Marmara'nın doğu kesimleri, doğulu atmosferik sirkülasyon tipinde daha fazla yağış sıklığı görülürken; batı kesimlerinde ise güneydoğu, güney ve güneybatılı sirkülasyon tipleri etkisindeyken daha fazla yağış olması ihtimali görülmektedir. Kuzey ve siklonik sirkülasyon tipleri bölgenin tümünde diğer paternlerden daha şiddetli yağışlara sebep olmaktadır. Siklonik tiplerin %37'sinde günlük yağış miktarının 9 mm' den fazla olduğu Trakya ve Ege alt bölgelerinde görülmüştür ve bu durum da bu alt bölgelerin sel ve su baskını olaylarına duyarlılığını göstermektedir. Buna ek olarak, Marmara ve Karadeniz alt bölgelerinde maksimum günlük yağış potansiyelleri kuzeydoğulu tiplerde gözlemlenirken, yüksek günlük yağış miktarları Karadeniz alt bölgesi haricinde diğer alt bölgelerde kuzeydoğulu tipte görüldü.