Ana Sayfa › e-Kütüphane › Kitaplar
Hidroloji ve meteorolojiyi birleştiren “ani taşkın erken uyarı kılavuzu (FFG)” yöntemi 1970’li yılların başından itibaren Amerikan Ulusal Meteoroloji Servisi (NWS) tahmincilerinin ani taşkın uyarısı konusunda kullandıkları temel yöntemdir (Mogil vd., 1978). Sweeney (1992) FFG yöntemini şöyle tanımlamaktadır; FFG değeri, ani taşkın oluşumuna neden olması için belirli bir süre boyunca nispeten küçük bir havzada gerekli yağış hacmidir”. FFG yöntemini, ani taşkın oluşumu için gerekli yağış miktarının hesaplandığı ve bu değerlerin FFG olarak adlandırılıp yağış eşiği olarak kullanıldığı bir yöntem olarak tanımlayabiliriz. FFG eşik değerlerinin hesaplanmasında ise kar modeli (SNOW-17), toprak nemi modeli (SAC-SMA), yüzey akış eşik modeli (Threshold Runoff) ve ani taşkın erken uyarı (FFG) modeli gibi hidrolojik alt modeller kullanılmaktadır (Carpenter vd., 1999).
Sistem içerisinde kar grubunda yer alan ürünlerden karla kaplı alanlar (SCA) ürünü NOAA-NESDIS uyduları kullanılarak USNIC (US National Ice Center) tarafından üretilen IMS’den (Interactive Multisensor Snow and Ice Mapping System) elde edilir. Bu ürün her havzanın ne kadarının karla kaplı olduğunu 0 ile 1 arasında değişen oranlarda ifade eder ve günlük olarak üretilir (00 UTC). Diğer kar ürünleri ise mm cinsinden Snow-17 kar modelinin çıktıları olan kar erimesi (MELT) ve kar-su eşdeğeridir (SWE). Sistemde MELT ürünü günlük ve dört günlük (00 UTC) olarak oluşturulurken kar-su eşdeğeri her altı saatte bir üretilir (00, 06, 12 ve 18 UTC). Snow-17 modeli enerji dengesi eşitliği ile kardaki fiziksel süreçleri simüle eden bir modeldir (Anderson, 2006). Modelin girdileri istasyonlarda ölçülen sıcaklık değerleri ile yine sistem içerisinde oluşturulan birleştirilmiş ortalama alansal yağış (MAP) ürünüdür.
Sistem içerisinde topraktaki su doygunluğunu ortalama toprak nemi (ASM) ürünü gösterir. Bu ürün toprağın üst kısmındaki (20-30 cm) tabakada toprak nemi oranını 0 ile 1 arasında değişen oranlarda gösterir. Bu ürün her altı saatte bir havza bazlı üretilir ve bu ürünü oluşturmak için sistem içerisinde SAC-SMA (Sacramento Soil Moisture Accounting Model) modeli kullanılır. SAC-SMA modeli kavramsal, sürekli ve alansal bir model olarak tasarlanmış olup NWS tarafından uzun yıllardır yağış-akış modellemesi için kullanılmaktadır (Burnash, 1995). Model girdileri statik olarak bitki örtüsü, toprak tipi, toprak deseni, topografya ve jeomorfoloji gibi parametreler iken dinamik girdileri ise istasyonlarda ölçülen sıcaklık ve MAP ürünüdür.
Gerçekleşmiş olan yağış miktarını belirlemek için sistemde MAP ürünü bulunmaktadır, bu ürün radar, uydu (GHE & MWGHE) ve yer gözlemlerinin birleştirilmesiyle elde edilmektedir. Sistemde radar olarak MGM’nin işlettiği 10 adet C-bant radarının yağış hesaplaması (RAIN1), NOAA ve EUMETSAT gibi kuruluşların uyduları kullanılarak oluşturulan GHE/MWGHE saatlik yağış hesaplamaları ile 839 adet otomatik meteoroloji gözlem istasyonun altışar saatlik yağış ölçümleri kullanılmaktadır. Bu ürün sistemde 1, 3, 6 ve 24 saatlik havza bazlı olarak üretilmekte olup istasyonlarda ölçülen yağış verisi ile klimatolojik ve gerçek zamanlı olarak hata düzeltmesi yapılmaktadır (Shamir vd., 2012; Georgakakos vd., 2013). Yağış tahmini için ise sistemde ECMWF, ALADIN ve WRF adlı üç farklı Sayısal Hava Tahmin (SHT) modeli mevcuttur, bu modellerden her alt havza için tahmini ortalama alansal yağış (FMAP) miktarları hesaplanmaktadır. 1, 3, 6 ve 24 saatlik olarak üretilen bu üründe kullanılan SHT modelleri, MGM Sayısal Hava Tahmin Modelleri Şube Müdürlüğü tarafından çalıştırılmaktadır. Sistem içerisinde bu model çıktılarına herhangi bir hata düzeltmesi uygulanmamakta olup yalnızca grid esaslı olan bu çıktılar alt havzalara dağıtılıp alansal hale getirilmektedir.
Sistem tarafından mevcut ve tahmini ani taşkın tehlikesini gösteren iki farklı grupta ürün oluşturulmaktadır. Bu ürünlerde ani taşkın oluşumu için yağış eşik değerleri (FFG) ile MAP ve FMAP ürünlerinin arasındaki farklar hesaplanır. Tahmini Ani Taşkın Tehlike (FFFT) ürünü oluşturulurken sistemde bulunan üç farklı SHT modeli kullanılır ve bu şekilde üç farklı FFFT ürünü sistemde yer almaktadır. FFFT ürünleri sistemde her altı saatte (00, 06, 12, 18 UTC) bir güncellenmekte olup önümüzdeki 1, 3 ve 6 saatlik geçerlilik süreleri vardır.
Ani Taşkın Erken Uyarı Modeli ürünleri internet üzerinden sisteme üye ülke ve ülkemizdeki kullanıcılarla paylaşılmaktadır. Herhangi bir internet tarayıcısından kullanıcı adı ve şifresi ile Ani Taşkın Erken Uyarı Modelinin kullanıcı ara yüzüne erişilebilir. Şekil 5, 6, 7 ve 8’de sistem ara yüzünden ekran görüntüleri paylaşılmaktadır. Tablo 1 ve 2’de ise sistem ürünleri açıklamaları ve özellikleri ile beraber özet olarak verilmiştir. Yağış, kar, tahmin ve uyarı olmak üzere sistem ürünleri kabaca dört ana gruba ayrılmaktadır.
Şekil 5. BSMEFFG Sistemi Ara Yüzü
Şekil 6. BSMEFFG Sistemi Kar Ürünleri (Sistem ara yüzü devamı)
Şekil 7. BSMEFFG Sistemi Tahmin Ürünleri (Sistem ara yüzü devamı)
Şekil 8. BSMEFFG Sistemi Risk Ürünleri (Sistem ara yüzü devamı)
Tablo 1. Ani Taşkın Erken Uyarı Modeli Ürünleri
Tablo 2 Ani Taşkın Erken Uyarı Model Ürünlerinin Özellikleri
Meteoroloji Genel Müdürlüğü’nün Radar (10 adet) verilerinden üretilen yağış verilerinin grid esaslı (450x720 m) gösterimidir. Radar saatlik yağış ürünü (RAIN1) mm/saat kullanılarak 1, 3, 6 ve 24 saatlik toplam yağış verilerini göstermektedir. Benzer olarak, İsrail ve Filistin bölgesinin sisteme eklenmesi ile Radar sayısı bir adet daha artmıştır. Ürün güncelleme zamanı ürünün altında belirtilen zamandır. Örneğin, bir saatlik toplam yağış miktarı ürün güncelleme zamanından önceki son bir saatlik toplam yağış miktarıdır (bkz Şekil 9).
Radar yağış verileri tahminciye son 1, 3, 6 ve 24 saatte meydana gelen yağışların ne kadar olduğunu göstermekte olup tahminci tarafından dikkatle izlenmesi gereken bir üründür. Sistemin değerlendirilmesi yapılırken, diğer Radar verileri ile birlikte (örneğin CAPPI, REFLECTIVITY, MAX, SRI vs.) değerlendirme yapılması daha uygundur.
Şekil 9. RADAR Yağış Ürünü (24 saat/mm)
Ani Taşkın Erken Uyarı Siteminde modellere girdi olarak kullanılan yağış verisinin ana kaynağı ya Radar yağış verileridir ya da Uydu yağış verileridir. Bu projeye katılan birçok ülkede Radar şebekesi bulunmadığından sistem uydu yağış verileri esas alınarak tasarlanmıştır. Yani ürünlerin elde edilmesinde kullanılan modellere genellikle yağış verisi olarak uydudan elde edilen yağışlar girilmektedir.
Yağış verileri iki farklı meteorolojik uydudan elde edilmektedir. Bunlardan birincisi GHE ürünü, Birleşik Devletler Ulusal Okyanus ve Atmosferik İdaresi (NOAA) tarafından EUMETSAT (Avrupa Meteoroloji Uyduları İşletme Teşkilatı) MSG (İkinci Nesil Sabit Yörüngeli Meteosat Uyduları) verileri kullanılarak elde edilmektedir. MSG uydusu için atmosferik pencere (10.7 mikrometre) kanalı kullanılmaktadır. Yağış verisinin elde edilmesindeki temel prensip bulut tepe sıcaklığı (Brightness Temperature) ile yağış şiddeti arasındaki istatistiksel ilişkidir. Bulut tepe yüksekliğinin artmasıyla yağış şiddetinin artacağı varsayımına dayanmaktadır. 1, 3, 6 ve 24 saatlik toplam uydu yağış verilerini göstermektedir. Ürün güncelleme zamanı ürünün üstünde belirtilen zamandır. Örneğin, bir saatlik toplam yağış miktarı, ürün güncelleme zamanından önceki son bir saatlik toplam yağış miktarıdır (bkz Şekil 10).
Şekil 10. Kızıl Ötesi Uydu Yağış Ürünü (GHE)
Diğer uydu tabanlı yağış ürünü MWGHE ise kutupsal yörüngeli uyduların (NOAA, EUMETSAT) mikro dalga kanalları kullanılarak elde edilir. Bu ürün GHE verilerinin kutupsal yörüngeli uydularla düzeltilmesi sonucunda oluşturulur.
Uydu verilerinin kullanılmasında göz önünde bulundurulması gereken iki önemli nokta vardır. Bunlar uyduların zamansal ve mekânsal veri alma özellikleridir. EUMETSAT MSG taraması her on beş dakikada bir yapılırken kutupsal yörüngeli uydular on iki saatte bir aynı bölgeyi taramaktadır. Diğer yandan ise, kutupsal yörüngeli uyduların mekânsal çözünürlülüğü, sabit yörüngeli uydulardan daha iyidir. Dolayısıyla, ani taşkın erken uyarı sistemleri için zamansal çözünürlülük çok önemli olduğundan sabit yörüngeli uydudan elde edilen yağış verisi operasyonel olarak kullanılmaktadır. Fakat kutupsal yörüngeli uyduların mekânsal çözünürlüğü ve mikro dalga sensörleri yağışa daha duyarlı olduğundan sabit yörüngeli uydulardan elde edilen yağış verileri kutupsal yörüngeli uyduların yağış verileri ile düzeltilerek kullanılmaktadır.
Dolayısıyla, mikrodalga yağış verisi olarak verilen ürünler sabit yörüngeli uydu verilerinden elde edilen kızıl ötesi yağış verilerinin mikrodalga yağış verileri ile düzeltilmesi sonunda elde edilen yağış verileridir. MWGHE sütunu 1, 3, 6 ve 24 saatlik toplam uydu yağış verilerini göstermektedir. Ürün güncelleme zamanı ürünün üstünde belirtilen zamandır. Örneğin, bir saatlik toplam yağış miktarı, ürün güncelleme zamanından önceki son bir saatlik toplam yağış miktarıdır (bkz Şekil 11).
Şekil 11. Mikrodalga Yağış Verileri ile Düzeltilmiş Uydu Yağış Ürünü (MWGHE)
BSMEFFG Sisteminde yağış kaynağı olarak kullanılan son araç meteoroloji istasyonlarında yapılan gözlemlerdir. Üye ülkelerin Global Telekomünikasyon Sistemi (GTS) ile dağıtımı yapılan sinoptik istasyon verilerinden alınan veya ülkelerin sistem sunucularına kendilerinin attığı 6 ve 24 saatlik toplam yağış verileri kullanılmaktadır. Noktasal yağış gözlemlerini alt havza bazlı alansal hale getirmek için ters mesafe ağırlıklı enterpolasyon yöntemi kullanılmaktadır. Şekil 5’de verilen sistemin ara yüzünde dinamik olarak istasyon künyebilgileri ve ölçümler ekrana gelmektedir. Tablo 3’de ülkelere göre BSMEFFGS içerisinde yer alan istasyon sayıları verilmiştir; toplam da 968 istasyon varken Türkiye 839 ile sisteme en çok veri sağlayan ülkedir. Ayrıca ürünün örnek gösterimi Şekil 12’de verilmiştir.
Tablo 3 BSMEFFG Sisteminde Ülkelere Göre İstasyon Sayıları
Şekil 12. Alansal Yer Gözlem Yağış Ürünü (GMAP)
Birleştirilmiş ortalama alansal yağış ürünü (MAP), radar ya da uydu verilerinin yer gözlemleri ile gerçek zamanlı hata düzeltmesi (Dynamic Bias Correction) yapıldıktan sonra elde edilen üründür. Ürün güncelleme zamanından önceki 1, 3, 6 ve 24 saatlik süreler içindeki toplam alansal yağış miktarını vermektedir. Gerçek zamanlı hata düzeltmesinin yanı sıra uzun dönemli geçmiş yağış ölçümleri ile de hata düzeltmesi (Climatological Bias Correction) sistemin kuruluş aşamasında yapılmıştır. Birleştirilmiş Yağış ürünü değerleri mevcut tüm kaynaklar kullanıldığı için sistemdeki en güvenilir yağış ürünü olarak kabul edilir. Ayrıca sistemde çalışan Snow-17 kar, SAC-SMA toprak nemi, Yüzey Akış Eşik ve FFG modelleri için yağış girdi verisi olarak kullanılmaktadır.
Şekil 13. Birleştirilmiş Ortalama Alansal Yağış Ürünü (MAP)
Şekil 14’de MAP ürünü hesaplaması için yağış verilerinin kullanım akış şeması verilmiştir. Sistemde birleştirilmiş yağış hesabı yapılırken eğer bir alt havza radar kapsama alanı içindeyse, radardan hesaplanan yağış yer düzeltmesi yapılarak birleştirilmiş alansal yağış ürünü elde edilmektir. Radar kapsama alanı dışında kalan alt havzalar için ise; eğer mevcutsa mikrodalga uydu yağış verisi yoksa kızılötesi uydu yağış verisi yer gözlemleri ile hata düzeltmeleri yapıldıktan sonra birleştirilmiş alansal yağış ürünü elde edilir. Son yöntem olarak eğer alt havza radar kapsama alanı dışında ve uydu verilerinde bir kesinti olursa istasyon verilerinin enterpolasyonu kullanılır.
Şekil 14. MAP Ürünü Hesaplaması İçin Yağış Verilerinin Kullanımı Akış Şeması
Her bir alt havza için "Sacramento Soil Moisture Accounting " modelinden (SAC SMA) elde edilen toprak nemi ürünüdür. SAC SMA Modeli alt havzalardaki yüzey akışı hesaplamada kullanılan bir modeldir. Yüzey akışı hesaplanırken bitki örtüsü, toprak tipi ve deseni, topografya ve jeomorfoloji ile benzeri parametreler modele girdi olarak verilir. Model çıktısı olarak ise yüzey akışı, toprak nemi, sızma, taban akışı gibi birçok ürün üretilir. Ani Taşkın Erken Uyarı Sistemi’nde ise bu modelin ortalama toprak nemi ürünü kullanılır.
Ani taşkınlar için toprağın üst tabakasının doymuş olması önemlidir. Çünkü toprağın üst kısmı doyduktan sonra meydana gelecek şiddetli yağışın hemen hemen hepsi yüzeyde akışa geçecektir. Toprak nemi haritası (ASM), toprağın üst katmanındaki (20-30 cm) toprak nemi oranını verir. Bununla ilgili ara yüzde 6 saatlik ürün bulunmaktadır. 00, 06, 12 ve 18 UTC saatlerinde model çalışma zamanında güncellenmektedir. Ani taşkın erken uyarı sistemi için toprak neminin bilinmesi çok önem arz etmektedir. Sistem içerisinde ASM ürünü ani taşkın oluşması için gereken yağış miktarının (FFG) hesaplamasında doğrudan kullanılmaktadır. Toprağın doymuşluk oranı tahminci tarafından takip edilmelidir. Eğer bir bölgede yağıştan sonra toprak doymuşsa ve tekrar aynı alt havzada yağış başlamışsa veya mevcut yağış devam ediyorsa bu bölgeler muhtemel ani taşkın alanları olarak görülmeli ve gözlenmelidir.
Şekil 15. Ortalama Toprak Nemi Ürünü (ASM)
FFG değeri, belirli bir süre içinde (1, 3 ve 6 saat) herhangi bir alt havza çıkışında drenaj kanalının banket seviyesine kadar dolması için gerekli olan yağış miktarını ifade etmektedir. Herhangi bir alt havzada ani taşkın oluşması için gerekli yağış miktarını mm cinsinden veren bu ürün yağış eşiği olarak kabul edilebilir. Her bir ürün model koşma zamanında hesaplanmaktadır (00, 06, 12 ve 18 UTC). Toprağı doymuş bir alt havzada yüzey akışı fazla olacağından dolayı FFG değerine ulaşmak da o kadar hızlı olacaktır. FFG değerinin hesaplanmasında kullanılan en önemli parametreler alt havzanın çıkışındaki enine kesitler, toprak tipi, toprak deseni, toprak derinliği ve birim hidrograftır. Bu parametreler ne kadar gerçeğe yakın modele girilirse o kadar doğru sonuç elde edilir.
Şekil 16’da FFG ürününün 5 Nisan 2021 06:00 UTC tarihindeki altı saatlik örneği görülmektedir. Örnek ürün değerlerine bakıldığında Türkiye için Akdeniz bölgesinde oldukça düşük, Karadeniz Bölgesinde daha yüksek ve İç Anadolu Bölgesinde ise en yüksek değerler gözükmektedir. Dolayısıyla, bu veriler göz önüne alındığında Akdeniz Bölgesinde ani taşkınların meydana gelme olasılığı diğer bölgelere oranla daha yüksektir. Ayrıca Doğu Anadolu Bölgesindeki alt havzaların çoğunlukla gri renkte olduğu ve FFG değerlerinin hesaplanmadığı görülmektedir. Bu durumun sebebi söz konusu bölgelerin bakılan tarihte karla kaplı olmasıdır.
Şekil 16. FFG Ürünü
FFG değerlerinin hesaplandığı 1, 3 ve 6 saatlik sürelerde meydana gelen yağış miktarı, FFG değerlerinden daha yüksek ise ani taşkın başlamış olacaktır. Yağış miktarı, FFG değerinden ne kadar fazla ise ani taşkının büyüklüğü o kadar fazla olacak demektir. Sistemin temel ürünü FFG ürünüdür, bu ürün ani taşkın gerçekleşmesi için eşik olarak kullanılarak; birleştirilmiş yağış ve tahmini yağış ürünleri ile FFG arasındaki fark hesaplanarak ani taşkın tehlike (Şekil 17) ürünleri oluşturulmaktadır.
Şekil 17. Ani Taşkın Tehlike (FFT) tanımı
Olası ani taşkın tehlike haritası tahmincilere hangi alt havzalarda ani taşkın olma olasılığının yüksek olduğunu gösterir. IFFT değeri ne kadar yüksek ise ani taşkın olma olasılığı o kadar fazladır. IFFT güncelleme zamanındaki "Birleştirilmiş Yağış (Merged MAP)" değeri ile bir önceki FFG değerinin farkıdır. IFFT ürünü 1, 3 ve 6 saatlik zaman dilimleri için hesaplanmaktadır. Altı saatlik ürünün hesaplaması örnek olarak Şekil 18’de gösterilmiştir, diğer zaman dilimleri için de benzer hesaplamalar yapılmaktadır. IFFT ürünleri, 00, 06, 12 ve 18 UTC saatlerinde güncellenmektedir. 06 UTC’deki altı saatlik IFFT değeri, 06 UTC’deki altı saatlik birleştirilmiş yağış değeri ile 00 UTC’deki altı saatlik FFG değerinin farkıdır. Benzer şekilde, 12 UTC’deki 6 Saatlik IFFT değeri 12 UTC’deki altı saatlik birleştirilmiş yağış değeri ile 06 UTC deki altı saatlik FFG değerinin farkıdır. Benzer hesaplamalar 18 ve 00 UTC saatlerindeki IFFT hesaplamaları için de yapılabilir. Ürün örneği Şekil 19’da verilmiştir.
Şekil 18. Altı Saatlik Olası Ani Taşkın Tehlike Ürünü Hesaplamaları
Şekil 19. 6 Saatlik IFFT Ürünü
Mevcut ani taşkın tehlike haritaları, model koşma zamanında (00, 06, 12 ve 18 UTC) üretilir. Model koşma zamanındaki son 1, 3 ve 6 saatlik toplam birleştirilmiş yağış (Merged MAP) ile model koşma zamanında hesaplanan 1, 3 ve 6 saatlik FFG değerleri arasındaki fark PFFT’yi verir. Bu ürünün oluşturulmasındaki mantık model koşma zamanındaki son 1, 3 ve 6 saatlik birleştirilmiş yağışın devam edeceği ilkesine dayanmaktadır. Altı saatlik PFFT değeri, model koşma zamanındaki altı saatlik birleştirilmiş yağış değeriyle altı saatlik FFG değerinin farkına eşittir. Altı saatlik ürünün hesaplaması örnek olarak Şekil 20’de gösterilmiştir, diğer zaman dilimleri için de benzer hesaplamalar yapılmaktadır. IFFT ürünleri, 00, 06, 12 ve 18 UTC saatlerinde güncellenmektedir. 06 UTC’deki altı saatlik PFFT değeri, 06 UTC’deki altı saatlik birleştirilmiş yağış değeri ile 06 UTC’deki altı saatlik FFG değerinin farkıdır. Benzer şekilde, 12 UTC’deki altı saatlik PFFT değeri, 12 UTC’deki altı saatlik birleştirilmiş yağış değeri ile 12 UTC’deki altı saatlik FFG değerinin farkıdır. Benzer hesaplamalar 18 ve 00 UTC saatlerindeki PFFT hesaplamaları için de yapılabilir. Ürün örneği Şekil 21’de verilmiştir.
Şekil 20. Altı Saatlik Mevcut Ani Taşkın Tehlike Ürünü Hesaplamaları
Şekil 21. 6 Saatlik PFFT Ürünü
Ani Taşkın Erken Uyarı Sisteminde tahmini yağış verileri olarak ALADIN (ALARO), ECMWF (IFS), WRF ve COSMO Sayısal Hava Tahmin (SHT) modeli verileri kullanılmaktadır. Sistemin ilk kuruluş aşamasında yalnızca ALARO SHT modeli kullanılırken daha sonra ECMWF ve WRF modellerinin de kullanımına geçilmiş son olarak İsrail’in projeye dâhil olmasıyla COSMO modeli de sisteme eklenmiştir. İsrail Meteoroloji Servisi tarafından sağlanan ve Türkiye’nin tamamı için kullanılamayan COSMO modeli dışındaki modeller MGM Sayısal Hava Tahminleri Şube Müdürlüğünden alınmaktadır.
ALARO modelinin çözünürlüğü 4.5 km’dir ve 72 saatlik süreler için her altı saatte bir tahminler güncellenir (00, 06, 12 ve 18 UTC). ECMWF modelinin çözünürlüğü 9 km olup, 240 saatlik süreler için her on iki saatte bir tahminler güncellenir (00 ve 12 UTC). WRF modelinin çözünürlüğü 3 km olup, 72 saatlik süreler için her altı saatte bir tahminler güncellenir (00, 06, 12 ve 18 UTC).
ALARO ve WRF modelleri bir saatlik ECMWF modeli ise üç saatlik çıktılar üretir. Bu çıktılardan yağış tahminleri 1, 3, 6 ve 24 saatlik olmak üzere sistemde yer almakta ve çıktılar her saat güncellenmektedir. Burada grid görüntü olarak sunulan veriler gerekli hesaplamalar yapıldıktan sonra FMAP ürününde alt havzalara dağıtılmış tahmini ortalama alansal yağış verisine dönüştürülmektedir. FMAP üründe her alt havza için dağıtılmış alansal tahmini yağış miktarı (mm/saat) verilmektedir. Her bir modelin grid görüntüleri ve FMAP hesaplamaları sistemde ayrı ayrı gösterilmektedir. Yağış tahmin ürünlerinin örnekleri Şekil 22, 23, 24, 25, 26 ve 27’de ayrıca verilmiştir.
Şekil 22. ALADIN (ALARO) Sayısal Hava Tahmin Modeli Yağış Ürünü
Şekil 23. ALADIN (ALARO) Tahmini Ortalama Alansal Yağış Ürünü
Şekil 24. ECMWF Sayısal Hava Tahmin Modeli Yağış Ürünü
Şekil 25. ECMWF Tahmini Ortalama Alansal Yağış Ürünü
Şekil 26. WRF Sayısal Hava Tahmin Modeli Yağış Ürünü
Şekil 27. WRF Tahmini Ortalama Alansal Yağış Ürünü
FFFT (Tahmini Taşkın Tehlike Ürünü), model ara yüzünde sondan bir önceki kısımda bulunan FFFT ürünleri ileriye yönelik olarak taşkın tehlikesinin olup olmadığını belirten bir haritadır. Bu haritanın birimi mm/saat olarak yağış miktarı cinsinden olmakla birlikte bu harita yağış miktarını vermemektedir. Burada verilen yağış miktarı, herhangi bir alt havzada su akışının banket seviyesine kadar ulaştıktan sonraki artık yağış miktarıdır. Bu durum herhangi bir alt havzada yağışlardan dolayı oluşan yüzey akış kanalımızı banket seviyesine kadar doldurmuş ve skalada verilen yağış miktarı kadar fazlalık olması beklenmektedir demektir. Skalada verilen değer ne kadar yüksekse ani taşkın olma riski ve olan taşkının etkisi o kadar fazla olması beklenmektedir demektir.
FFFT ürünü ALARO, ECMWF, WRF ve COSMO (COSMO domaini Türkiye’yi kapsamamaktadır) sayısal hava tahmin modellerinin yağış verilerinden elde edilen tahmini alansal yağış verileri (FMAP) ile FFG değerlerinin farkıdır. 1, 3 ve 6 saatlik FFFT değerleri model koşma zamanlarında her bir SHT modeli için (00, 06, 12 ve 18 UTC) hesaplanmaktadır. Geçerlilik süreleri ise hesaplama zamanından, 1, 3 ve 6 saat sonraki süreleri kapsamaktadır.
Altı saatlik FFFT değeri, model koşma zamanındaki altı saatlik tahmini alansal yağış değeri (FMAP) ile altı saatlik FFG değerinin farkına eşittir. Altı saatlik ürünün hesaplaması örnek olarak Şekil 28’de gösterilmiştir, diğer zaman dilimleri için ve diğer SHT modelleri için benzer hesaplamalar yapılmaktadır. 06 UTC’deki altı saatlik FFFT değeri, 06 UTC’deki altı saatlik tahmini alansal yağış değeri (FMAP) ile 06 UTC’deki altı saatlik FFG değerinin farkıdır. Benzer şekilde, 12 UTC’deki altı saatlik FFFT değeri 12 UTC’deki altı saatlik tahmini alansal yağış değeri (FMAP) değeri ile 12 UTC’deki altı saatlik FFG değerinin farkıdır. Benzer hesaplamalar 18 ve 00 UTC saatlerindeki FFFT hesaplamaları için de yapılabilir. Ürün örnekleri olarak 02 Şubat 2021 06:00 UTC’deki çıktılar Şekil 29, 30 ve 31’de verilmiştir.
Şekil 28. Altı Saatlik Tahmini Ani Taşkın Tehlike Ürünü Hesaplamaları
Şekil 29. 02.02.2021 06 UTC için Altı Saatlik ALARO Tahmini Ani Taşkın Tehlike Ürünü
Şekil 30. 02.02.2021 06 UTC için Altı Saatlik ECMWF Tahmini Ani Taşkın Tehlike Ürünü
Şekil 31. 02.02.2021 06 UTC için Altı Saatlik WRF Tahmini Ani Taşkın Tehlike Ürünü
Sinoptik istasyonların verilerinden her bir alt havza için alansal ortalama sıcaklık hesaplamasıdır. Noktasal yağış gözlemlerini alt havza esasında alansal hale getirmek için ters mesafe ağırlıklı enterpolasyon yöntemi kullanılmaktadır. Türkiye için hesaplamaya katılan toplam istasyon sayısı 839’dur. Model koşma zamanlarında (00, 06, 12 ve 18 UTC) son altı saatlik sıcaklık verilerinden hesaplanmaktadır. Sistem içerisindeki hidrolojik çalışmalar sırasında yağış verilerinde olduğu gibi alansal sıcaklık verileri de modellerde kullanılmaktadır. Şekil 32’de ürün örneği sunulmuştur.
Şekil 32. Alansal Ortalama Sıcaklık Ürünü (GMAT)
ABD Ulusal Buz Merkezi’nin (USNIC) NOAA-NESDIS sabit yörüngeli meteorolojik uyduları kullanarak günlük küresel olarak buz (Integrated Multisensory Ice Mapping System) haritalama verisi üretmektedir. Ticari faaliyetlerin dışında kullanıma açık ve ücretsiz olan bu üründe tüm kuzey yarım küre kar, buz, su ya da kara olarak dört sınıfa ayrılmıştır. 1997 yılından itibaren 24 km, 2004 yılından itibaren 4 km ve 2015 yılından beri de 1 km çözünürlüklü küresel verilerine USNIC’in kendi sitesinden ücretsiz ulaşmak mümkündür. BSMEFFG Sisteminde de bu verilerden 4 km çözünürlüklü olanı alt havza esaslı karla kaplı (SCA) ürününü oluşturmak için kullanılmaktadır.
NOAA-NESDIS tarafından yapılan araştırmalar ve doğrulamalar karla kaplı alanların en iyi 00 UTC’de elde edildiğini göstermiştir. Dolayısıyla, karla kaplı alanlar, kalite kontrolü yapıldıktan sonra her gün 00 UTC’de güncellenmektedir. Şekil 33’de SCA ürün örneği 02 Şubat 2021 tarihi için sunulmuştur. Renk skalasından da anlaşılacağı üzere alt havza bazlı karla kaplı alanlar 0 ile 1 arasında değişen oranlarda ifade edilmektedir. Söz konusu tarih için Doğu Anadolu ile Doğu Karadeniz Bölgelerinin hemen hemen tamamının ve Toros Dağları ile Türkiye’nin iç batı-kuzey kesimlerinin yer yer karla kaplı olduğu anlaşılmaktadır.
Şekil 33. Karla Kaplı Alanlar Ürünü (SCA)
SNOW-17 kar modeli, NWS (US National Weather Service) tarafından Nehir Tahmin Sisteminde kar ürünlerinin kullanılması için oluşturulmuş ve kodlanmıştır. SNOW-17, kar örtüsü ile hava arasındaki enerji değişimini belirlemek için hava sıcaklığını kullanan bir indeks modelidir (Anderson, 2006). Sıcaklığa ek olarak, diğer girdi parametresi de yağıştır. Birleştirilmiş ortalama alansal yağış (MAP) ve ortalama alansal sıcaklık (GMAT) değerleri, BSMEFFGS içerisinde SNOW-17 modeli için girdi olarak kullanılmaktadır. SNOW-17 modelinin genel akış şeması Şekil 34’de verilmiştir.
BSMEFFG bölgesindeki her ülke için, sahadaki geçmiş yağış, sıcaklık, kar derinliği ve kar suyu eşdeğer verileri NCDC'den (U.S. National Climatic Data Center) alınmıştır. BSMEFFG için SNOW-17 model çıktıları kalibre edilmiş ve HRC tarafından geçmiş verilerle doğrulanmıştır (Shamir ve diğerleri, 2012). SNOW-17 modeli iki kar ürünü üretir; kar su eşdeğeri (SWE) ve kar erimesi (MELT). SWE, mevcut kar örtüsünden gelen potansiyel kar suyu eşdeğeri anlamına gelir. Kar su eşdeğeri mm cinsinden her bir alt havzada son 6 saatlik ortalama değerdir. Şekil 35’de örnek SWE ürünü 02 Şubat 2021 tarihi için verilmiştir.
Her bir alt havzada son 24 ve 96 saatlik kümülatif kar erime miktarıdır. Kar modelinin (SNOW 17) koşulduğu her 6 saatte bir güncellenir. Bu ürün yüzey akışı ile karıştırılmamalıdır. Bu ürün sadece kar erimesinden dolayı oluşan miktardır ve birimi mm’dir (Anderson, E. A., 1973). Şekil 36’da dört günlük örnek kar erimesi (MELT) ürünü sunulmuştur.
Şekil 34. Snow-17 Kar Modeli Akış Şeması
Şekil 35. Kar Su Eşdeğeri Ürünü (SWE)
Şekil 36. Kar Erimesi Ürünü (MELT)
Ani taşkınların altı saatten daha kısa sürelerde oluşması nedeniyle sistemde bulunan tahmini ani taşkın tehlike ürünlerinin geçerlilik süresi de en fazla altı saat sonrası içindir. PFFT ve IFFT gibi uyarı ürünlerinde ise gerçekleşmiş yağış verisinin kullanıldığı MAP ürünü kullanılır ve bu ani taşkın uyarı ürünleri daha çok anlık uyarıların verilebilmesi ve mevcut durumun takibi için kullanıma uygundur. Buna rağmen tahmincilerin önümüzdeki daha uzun zaman süreleri için hangi bölgeleri izlemeleri gerektiği hakkında ipuçları sunan son bir uyarı ürünü daha vardır. Bu ürün sistemde ani taşkın risk (FFR) olarak adlandırılır ve bu ürünün hesaplanmasında diğer tahmini uyarı ürünlerinin benzeri olarak FFG ve SHT modellerinin yağış tahminleri kullanılır.
FFR ürünü hesaplanırken PFFT ürününün hesaplama mantığı kullanılır; 1, 3 ve 6 saatlik zaman dilimleri için mevcut FFG eşiği ile SHT modellerinin yağış tahminleri farkları hesaplanır, daha sonra 12, 24 ve 36 saatlik süreler için bu farkların ne kadarının pozitif çıktığı belirlenir. Söz konusu zaman adımları için uyarıların pozitif çıkma oranına (0 ile 1 arasında) göre de ani taşkın risk ürünü oluşturulur. Bu ürün her bir SHT modeli için ayrı ayrı sistemde dinamik olarak üretilir. Bu süreçte tüm yağış tahminleri gerçekleşmiş gibi kabul edilir ve FFG değerleri buna bağlı olarak güncellenir. Bu nedenle de FFR ürünü incelenirken ürün kalitesinin SHT modellerine çok fazla bağımlı olduğu göz ardı edilmemelidir. Şekil 37, 38 ve 39’da FFR ürünlerinin ALARO, ECMWF ve WRF model örnekleri sunulmuştur.
Şekil 37. ALARO 12 Saatlik Ani Taşkın Riski Ürünü (FFR ALARO)
Şekil 38. ECMWF 24 Saatlik Ani Taşkın Riski Ürünü (FFR ECMWF)
Şekil 39. WRF 36 Saatlik Ani Taşkın Riski Ürünü (FFR WRF)
