Zamana bağlı uydu gravite çözümlerinden elde edilen kütle değişimi sinyallerinin analizi

Yeryuvarı gravite alanının zamansal değişiminin alçak yörüngeli yakın yer uyduları ile izlenmesi yaklaşık 20 yıllık bir geçmişe dayanmaktadır. Bu uydulardan biri olan GRACE uydu sistemi de, 2002-2016 yılları arasında aylık periyotlarla yayımlanan veri seti sayesinde yeraltı su kaynaklarındaki kütle değişiminin izlenmesi, buzul kütlesindeki değişimin trendlerin belirlenmesi gibi özellikle hidrolojik değişimlere karşı duyarlı çalışmalarda önemli bilgi sağlamıştır. Bu çalışmada, GRACE veri türlerinden olan GSFC Mascon (2003-2016) ve DDK (2002-2016) filtreli aylık periyotlu eşdeğer su kalınlığı çözümleri kullanılmıştır. GSFC Mascon çözümleri, CCAR veri merkezinden global anlamda havza bazında, bölgesel anlamda ise bireysel Mascon hücreleri olarak elde edilmiştir. DDK filtreli çözümler ise, ICGEM veri merkezinden sağlanmıştır. Global ve bölgesel ölçekteki hidrolojik değişimler harmonik regresyon modeli altında incelenmiştir. Trend, yıllık ve yarıyıllık periyodik sinyalden oluşan bu model, çalışmada standart fonksiyonel model olarak ele alınmıştır. Ayrıca yoğun olarak buz kütlesi içeren kutup bölgelerinde (Grönland ve Antarktika'da bulunan havzalarda) doğrusal trend modeli, ivme parametresi ile genişletilerek, farklı fonksiyonel yaklaşımların EWT analizinde trend değerlerini, standart sapma bilgilerini ve diğer parametrelerin anlamlılığını nasıl etkilediği incelenmiştir. Bununla birlikte, zaman serisinin stokastik kısmına ilişkin farklı modeller de kullanılmıştır. Çünkü, EWT zaman serisinde zamansal korelasyonların olduğu yani veri setinde beyaz gürültü dışında renkli gürültü türlerinin de var olduğu düşünülmektedir. Bu çerçevede, veri seti PSD-frekans grafikleri ile spektral anlamda da analiz edilmiştir. Zaman serisinde kırpışma gürültüsü de olduğuna karar verilmiş ve gürültü kombinasyonuna (beyaz + kırpışma gürültüleri) ilişkin genlikler varyans bileşenlerinin kestirimi yöntemi ile elde edilmiştir. Böylece, veri setinin uygun biçimde ağırlandırılması sağlanmıştır. Bunun sonucunda, zaman serisindeki EWT değerleri, 1) eşit ağırlıklı ve korelasyonsuz, 2) farklı ağırlıklı ve korelasyonlu olmak üzere, iki farklı stokastik yaklaşım altında ele alınmıştır. Renkli gürültünün global ve bölgesel EWT analizindeki etkileri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, EWT zaman serilerindeki zamansal korelasyonların yıllık trend kestirimlerini anlamlı biçimde etkilediği görülmüştür.