Marmara Denizi'nde CFSR ve ERA ınterim rüzgarları ile çalıştırılan SWAN model performansları ve model sonuçlarının uzun dönemli farklılıkları


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: VOLKAN KUTUPOĞLU

Danışman: ADEM AKPINAR

Özet:

Bu çalışmada, Marmara Denizi için yüksek çözünürlükte ve doğrulukta bir dalga tahmin modelinin geliştirilmesi ve bölgenin uzun dönemli rüzgar ve dalga karakteristiklerinin farklı açılardan analizinin gerçekleştirilmesi hedeflenmiştir. Bu maksatla, öncelikle Marmara Denizi'ni kapsayan en son güncel re-analiz ürünleri olan CFSR ve ERA Interim rüzgar alanlarının Marmara Denizi özelinde kaliteleri, Marmara Denizi'nin kuzeyinde yer alan Silivri istasyonunun 2013 yılı ölçümleri ile test edilmiştir. Daha sonra, her iki rüzgar verisini girdi olarak kullanan üçüncü nesil bir dalga tahmin modeli olan SWAN modelin kalibrasyonu, özellikle modelin fiziksel sürecini etkileyen en duyarlı parametre olan köpüklenme formülleri ve bu formüllerdeki köpüklenme katsayısına odaklanılarak Silivri istasyonundaki 2013 yılı belirgin dalga yüksekliği ölçümlerine dayanarak yürütülmüştür. Geliştirilen modellerin doğrulanması, 1990 ve 2003 yıllarında ölçülmüş olan sırasıyla Marmara Ereğli ve Ambarlı istasyonu verileri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Marmara Denizi'nin yüzeysel dalgalarının benzeşimi, deniz şartlarını en iyi şekilde temsil edebilecek modellerin geliştirilmesinden sonra, her iki rüzgar verisini kullanan kalibre edilmiş ve varsayılan ayarlamalı SWAN modeller (toplamda 4 model) için 31 yıl boyunca ayrı ayrı gerçekleştirilmiş ve böylece, Marmara Denizi'nin uzun dönemli (1979- 2009) rüzgar ve dalga şartlarını içeren yüksek çözünürlüklü dört faklı veri seti türetilmiştir. Bu dört veri setinden, Marmara Denizi'nin tüm yüzeyi için, bazı dalga parametrelerinin ortalama ve maksimum şartları belirlenmiş ve dört farklı model sonuçları arasındaki farklılıklar tartışılmıştır. Sonuçta, CFSR rüzgarlarının Marmara Denizi özelinde ERA Interim rüzgarlarına kıyasla daha kaliteli olduğu ve CFSR rüzgar veri seti için rüzgar girdi formülasyonu için Komen ve köpüklenme için Cds=1,0 olarak ayarlanmış Janssen formülasyonunu ve ERA Interim rüzgar veri seti için ise rüzgar girdi formülasyonu için Komen ve köpüklenme için Cds=0,5e-5 olarak ayarlanmış Komen formülasyonunu kullanan modellerin en iyi performansa sahip oldukları sonucuna varılmıştır. CFSR rüzgarları kullanarak kalibre edilen SWAN modelinin, normal dalga şartlarını ve farklı tekerrürlü ekstrem dalgaları tahmin etmede diğer modellere göre önemli bir üstünlük gösterdiği tespit edilmiştir. CFSR rüzgarlarını kullanan kalibre edilmiş SWAN modelin, Marmara Denizi'nin büyük bir bölümünde diğer 3 modele göre dalga parametrelerini daha yüksek tahmin ettiği, yalnızca Marmara Denizi'nin kuzey doğu bölgesinde adalar civarında ve güney batı bölgesinde Çanakkale boğazına doğru adaların güney batısında kalan bölümlerinde ERA Interim rüzgarlarını kullanan kalibre edilmiş SWAN modele göre, daha düşük tahminlerde bulunduğu sonucuna varılmıştır.