İklim Değişimi ve Türkiye
advertisement
İklim Değişimi Yurdanur S. Ünal Atmosfer, sürekli hareket halindedir. Hareketlerin ölçeği moleküller boyuttan küresel ölçeğe kadar değişir. Bu hareketler Atmosferin yapısını ve kompozisyonunu Su döngüsünü (bulut oluşumu, yağış, akış vs.) değiştirir İklim, atmosferin kendi içindeki bir dizi enerji dönüşümü ve altındaki yüzeyle enerji alışverişi olarak canlandırılabilir. İnsan Etkisi Sera Gazları Atmosferik Aerosoller Volkanik aktivite İklim değişimi çalışmaları için farklı doğal kaynaklı etkiler ve insan etkileri ele alınmalıdır. Arazi Kullanımı Doğal Nedenler Güneş Radyasyonu Dünya tarihi boyunca ortalama dünya sıcaklığı sadece 10°C değişim göstermiştir. Freeman, 2002) İklim Değişiminin Nedenleri Doğal Nedenler Güneş ışınımındaki değişimler Dünyanın yörünge parametrelerindeki değişimler Volkanizma Antropojenik Nedenler Arazi kullanımındaki değişimler Atmosferin kompozisyonundaki değişimler İklim Değişiminin Nedenleri Dünyanın Hareketleri: 1930'lu yıllarda Sırp bilim adamı Milutin Milankoviç, Dünya'nın Güneş çevresindeki elips biçimli yörüngesinin, 95 000 yılda bir basıklaştığını göstermiştir. – yüz bin yıllık buz çağlarını – Yörüngedeki bu değişimin yanı sıra Milankoviç, Dünya'nın ekseninde de 41 000 yıllık periyodu olan doğrusal bir kayma ile 23 000 yıllık periyodu olan dairesel bir sapma daha olduğunu bulmuştur. Dünya yörünge parametrelerindeki değişimler dünya ikliminin 20-100 bin yıl arasında değişimlerine neden olur. Buzul Çağları ve Sıcak dönemler kısmen bu döngülerle açıklanmaktadır. Freeman, 2002) EksenEğimi/Obliklik 22.1° - 24.5° En son pik değer 10,000 yıl önce. Şu an 23.5° Presizyon Dünya ekseninin oryantasyonunun değişimi. (27,000-yıl Cycle) Eksentrisite Mevcut durum: 0.0167 15,000 yıldır azalıyor ve 35,000 yıl daha azalma sürecek. Güneş Aktivitesindeki Değişimler • Güneş lekeleri - Büyük manyetik fırtınalar Güneş lekeleri sayısı arttığında güneş daha fazla enerji yayınlar. • Daha çok güneş lekesi – daha sıcak iklim. • Güneş lekelerinin periyodu 11 yıldır. Güneş Lekeleri Sayısındaki Değişim Volkanizma Volkan patlamaları patlamayı takip eden bir kaç yıl boyunca dünya ortalama sıcaklığında soğumaya neden olur. Mauna Loa Gözlem evindeki net güneş radyasyonu Volkanizma Atmosferin Kompozisyonu Sera Etkisi İnsan tarafından atmosfere verilen gazların sera etkisi yaratması sonucunda, dünya yüzeyinde sıcaklığın artmasına küresel ısınma deniyor. İklim sisteminde vazgeçilmez bir yere sahip olan sera gazları, güneş ve yer radyasyonunu tutarak, atmosferin ısınmasında başlıca etkendirler. Sera gazlarının bulunmaması durumunda yeryüzünün sıcaklığı bugüne göre 30oC daha soğuk olacaktır. Özellikle 20. yüzyılda görülen ısınma artışının en önemli sebebi, insan faaliyetleri sonucu üretilen çeşitli gazların, atmosferdeki oranlarının beklenmedik ölçüde artmasıdır. Bu gazların önemli bir kısmı, yer yüzünden atmosfere doğru yayılan güneş ışınlarından, özellikle ısıtıcı nitelikteki kızılötesi ışınlarının dışarıya kaçmasını engellemekte, dolayısıyla yüzeye yakın bölgelerin ısınmasına yol açmaktadır. Bu fiziksel olay, seralarda kullanılan plastik veya cam örtülerin seranın içinin ısınması olayına yol açmasına benzediğinden, söz konusu gazlara "sera gazları" adı verilmektedir. Bunlar karbon dioksit (CO2), su buharı (H2O), metan (CH4) ve ozon (O3), azot oksit (N2O) ve CFC , halokarbon gazlarıdır. GLOBAL ISITMA POTANSİYELİ Troposferdeki Aerosoller • Aerosoller küçük katı ve sıvı parçacıklar • Troposfere • Fabrikalardan ve araç emisyonları, • Tarımsal alanlarda yakma, orman yangınları, • Okyanuslarda fitoplanktonların ürettiği dimethylsulphide (DMS), atmosferde sülfat aerosolleri oluşturması ile girer. • Aerosollerin konsantrasyonları zamanla artmaktadır. • Troposferik aerosoller iklimi etkiler: • Gelen güneş radyasyonunu absorblar ve yansıtır - yüzeyin soğuması, troposferin ısınması • Uzun dalga boylu radyasyonu absorblar – ısınma etkisi • Troposferik aerosollerin net etkisi soğuma. Radiatif Zorlama • iklimi etkileyen faktörlerin DünyaAtmosfer sisteminin enerji dengesini nasıl değiştirdiğinin bir ölçüsüdür. • Gelen güneş radyasyonu ve giden uzun dalga boylu radyasyon arasındaki dengeyi değiştiren faktörler Dünya’nın sıcaklığını kontrol altında tutar. • Zorlama terimi Dünya’nın radiatif dengesinin normal durumdan uzaklaştırılması. Radiatif Zorlama Problem İklimi etkileyen tüm faktörlerin ve Zorlama yaratan mekanizmaların belirlenmesi. Her faktör için radiatif zorlamanın sayısallaştırılması Toplam radiatif zorlamaların veya gruplarının değerlendirilmesi. İklim Sistemi Bileşenleri Hidrosfer Atmosfer Biosfer Litosfer İnsan KrayosferBuzküre Okyanuslarda enerji taşınımı Soğuk su ekvatora doğru belirli bir derinikte akarken daha sıcak su yüzeyden döner Yüzey akıntıları enerjiyi dağıtır. Batı sınır akıntıları Gulf Stream Kuroshio Doğu sınır akıntıları Kanarya Kaliforniya Trenberth and Stepaniak, 2004 Son 100 yıl içinde gözlenen atmosferik değişkenler ve değişimleri Global Ortalama Sıcaklık Son yüzyılda 0.85°C artmıştır. www.nasan.gov/topics/earth/feature/2011-temps.html Global Ortalama Sıcaklık ve Değişimi -CRU kayıtları Trend lineer değil Son 50 yıldaki artış hızı hemen hemen 100 yılın iki katıdır (on yılda 0.13°C ± 0.03°C , 0.07°C ± 0.02°C) https://enthusiasmscepticismscience.wordpress.com/global-temperature-graphs/graph_ipcc2007_wg1ts_ts6_bottom -IPCC +th Ass. Sıcaklık Değişimi Sıcaklık değişimi her yarıküre ve kara/deniz üzerinde farklılıklar göstermektedir. Sıcaklık trendleri, 1861-1994 Anomaliler 1961-1990 ortalamasına göre a) Kuzey Yarıküre b) Güney Yarıküre c) Global d) Kara ve deniz sıcaklıkları Okyanusların cevabı karalardan daha yavaştır. Nicholls et. Al, 1996 3 farklı enlem dairesi zonu üzerinde Sıcaklık değişimi Şehir Isı Adası Şehir ısı adası etkisi gerçek fakat yerel ve büyük ölçek trendlerde bias yaratmıyor. Karalar üzerindeki ölçümlerde şehirleşme ve arazi kullanım değişikliklerinin etkisi ihmal edilebilir ( on yılda 0.006ºC) Şehir ısı adası etkisi yağış, bulutluluk ve günlük sıcaklık genliğini değiştirir • IPCC AR4 Sıcaklık • 1850’den bu yana en sıcak yıllar 1998 (1.), 2005, 2002, 2003 ve 2004. • 1998 – en güçlü 1997–1998 El Niño • 1983-2012 dönemi yüksek güvenilirlikle son 800 yılın, orta güvenilirlikle son 1400 yılın en sıcak 30 yılıdır. • Karalar üzerindeki hava denizler üzerindekinden daha hızlı ısınmıştır. • Karalar üzerindeki hava sıcaklığı 1979’dan sonra denizler üzerindekinden 2 kat hızlı ısınmıştır. (on yılda 0.27°C x 0.13°C), Kuzey Yarıkürede en büyük artış kış ve ilkbahar aylarındadır. • Eksrem sıcaklıklardaki değişimler küresel ısınma ile tutarlıdır. • Orta enlemlerde donlu günler sayısında azalma. • Sıcak ekstremlerin sayısında artma ve soğuk ektremlerin sayısında azalma – karalar üzerinde %70 -%75 oranında. • Soğuk gecelerin daha seyrek sıcak gecelerin daha sık olması. • Günlük sıcaklık aralığında azalma – yaklaşık on yılda 0.07°C. • Şiddetli sıcak hava dalgalarının sıklığındaki artış. • Deniz Yüzey Sıcaklıklarının tüm enlemlerde ısınması • Atlantik ve Pasifik okyanuslarının farklı oranda ısınması. • On yıllar civarındaki değişkenlik ekvatora göre simetrik. • Hint Okyanusunun düzenli ısınması. Yağış Radiatif zorlama ısınmayı değiştirir ve bu da Dünya yüzeyinde buharlaşmayı ve hissedilir ısı akısını doğrusal olarak etkiler. Sıcaklıktaki artış atmosferin nem tutma kapasitesini °C’de %7 arttırır. Hidrolojik döngü, özellikle yağış karakteristikleri miktar, frekans, şiddet, süre, tip ve ekstremler Artan su buharının konverjansı daha şiddetli yağışlara sebep olur, fakat toplam yağış miktarı değişmese dahi yağışın süresi ve/veya frekansında azalmalara neden olur. Yağış miktarlarındaki değişim beklentisi aerosollerce daha karmaşık hale getiribilir.– aerosoller hidrolojik döngünün şiddetini azaltır. 1981-2000 dönemine göre yıllık yağış anomalileri IPCC, 2013 Trendlerdeki tutarsızlık yağışın zamansal ve uzaysal değişimini gözlemenin zorluğunu ortaya koymaktadır. Atmosferdeki Nem Miktarı Yağışa geçebilir su buharı miktarındaki lineer trend (on yıldaki % değeri) Ve 1988-2004 arası için anomalilelerin aylık toplam değerleri (Trenberth et al., 2005a). Atmosferdeki Nem Miktarı Bulutluluk Bulutlar atmosferin tepesine gelen radyasyonun yüzeye ulaşmasında önemli rol oynar. Aynı zamanda atmosferdeki hidrolojik döngünün radaitif zorlama ile gizli ısı akısı Global arasındaki ortalama alındığında okyanuslar dengeye entegre cevabıdır. üzerinde bulut kapalılığı son 30 yılda artmıştır. Artan sera gazlarına bulutluluğun tepkisi iklim model tahminlerindeki en büyük belirsizliği teşkil etmektedir. 1976 -2003 için kararlar üzerindeki yıllık toplam bulutluluk (Amerika ve Kanada hariç ) ve yağış anomalileri (Dai et al., 2006). Atmosfer Sirkülasyonu Atmosfer ve Okyanus Sirkülasyonundaki değişimler iklim değişiminin ve iklimdeki çalkantıların bir göstergesidir. İklimdeki bölgesel değişimler son derece karmaşıktır ve bazen sezgilerin zıttıdır. Örneğin: global ortalama sıcaklıklardaki artış her yerde ısınma anlamına gelmez, bazı bölgelerdeki soğumalar sirkülasyon değişimleri nedeniyledir. Atmosfer Sirkülasyonu Hakim rüzgarların yönü, devamlılığı ve gücü iklim için önemlidir. Atmosferik sirkülasyonun parçası olan rüzgarlar nem ve ısıyı dünyanın farklı noktalarına taşıyarak bölgesel farklılıklar yaratırlar. Atmosfer Sirkülasyonu Hadley hücresindeki genişleme nedeniyle tropikal sirkülasyon değişir. • Coriolis kuvveti zayıf ve sürtünme, diabatik ısınma ve gizli ısı gibi diğer etkiler önemli. Tropikler dışı sirkülasyon kutba doğru genişleme nedeniyle değişir. On yılda 1 derece genişleme Deniz Seviyesi Basıncı 1948-2005 arasında kışın • Arktik, Antarktik ve Kuzey Pacifik üzerinde azalma, • Kuzey Atlantik, Güney Avrupa ve Kuzey Afrika üzerinde artma (Gillett et al., 2003, 2005), • Sibirya Yükseğinde zayıflama (Gong et al., 2001). • Orta enlem basınç gradyanının güçlenmesi ve bununla bağlantılı olarak batılı sirkülasyonun artması. • Zonal olarak asimetrik doğu-batı doğrultusundaki Walker sirkülasyonunun zayıflaması. Fırtına İzleri Her iki yarıkürede de siklon aktivitelerinde değişim mevcuttur. • Fırtına izleri kutba doğru kaymaktadır. • Şiddetinde artma, • Toplam fırtına sayılarında çok değişim yok Orta enlemlerdeki siklon aktivitelerinde anlamlı azalmalar ve yukarı enlemlerde siklon frekanslarında artışlar tespit edilmiştir. Fırtına izlerinin kutba kaymasını ve Kuzey Pasifik ve Atlantik’te fırtına şiddetlerinin artmasını göstermektedir. Kuzey Atlantik fırtına izleri kışın yaklaşık 180 km kuzeye kaymıştır. Fakat belirsizlikler oldukça yüksektir. Fırtına izlerindeki değişimlerin kompleks olması beklenmelidir ve paternlerdeki değişimlere bağlıdır. Gözlemlerin kalitesi ve kapladığı alan belirsizliklerin oluşmasının temel nedenidir. Karla Kaplı Alanlar Karla kaplı alanlar ilkbahar ve yazın çoğu bölgede azaldı. Göl ve nehirlerin donma ve erime tarihleri farklı uzaysal dağılım göstermektedir. Arktik deniz buzunun kapladığı alanda on yılda %2.7 ± 0.6% azalma 1978 den bu yana yazın daha fazla azalma Ortalama buz kalınlığında 1987-1997 yılları arasında 1m azalma Antarktika da tutarlı bir trend mevcut değil Buzullardaki kütle kaybının 1961 ile 2004 arasında yılda 0.50 ± 0.18 mm olduğu ve 1991-2004 arasında ise 0.77 ± 0.22 mm olduğu tahmin edilmektedir. Kuzey Yarıkürede - Donma tarihi yüzyılda 5.8 ± 1.6 gün daha geç - Erime tarihleri yüzyılda 6.5 ± 1.2 gün daha erken Karla Kaplı Alanlar Arktik’te permafrost alanların sıcaklığı 1980lerde 3°C artmıştır. Permafrost erime oranı 1992’den beri Alaska’da 0.04 m /yr 1960’dan beri Tibet Platosunda 0.02 m/yr Permafrost alanlarının azalması yüzey karakteristiklerinde ve direnaj sistemlerinde değişim yaratmaktadır. Kuzey yarıkürede mevsimsel olarak donan toprağın maksimum kapladığı alan %7 azalmıştır. Buz küredeki değişimin deniz seviyesine toplam katkısı 1961-2003 arasında 0.2 ile 1.2 mm/yr ve 1993-2003 arasında 0.8 ile 1.6 mm/yr. Karla Kaplı Alanlar Deniz Buzu Anomalileri Okyanuslardaki Değişimleri Okyanusların ısınması 1961 ile 2003 arasında ilk 700m’de 0.10°C Altpolar enlemlerde 1955 -1998 arasında deniz suyu tuzluluğu azalıyor, tropikal ve subtropikal okyanuslarda artıyor. Tuzluluk Pasifik’te azalma X Atlantik okyanusunun büyük bir kısmında ve Hint okyanusunda artma eğiliminde. Okyanusların karbondioksit alması 1750-1994 arasında % 42 ± 7 ve 1980 – 2005 arasında % 37 ± 7 azaldı. Oksijen konsantrasyonunda azalmaya yönelik kanıtlar mevcut. Antropojenik Karbon Column inventory of anthropogenic carbon (mol m–2) as of 1994 from Sabine et al. (2004b). Anthropogenic biyojeokimyası İnorganik 1750’lerden carbon isOkyanus estimated indirectly by correctingdeğişiyor. the measured DIC for the karbon contributions of organic matter decomposition and dissolution carbonate and taking into account the DIC concentration the water bu yana 118 ±19of GtC arttıminerals, ve artmaya devam ediyor. had in the pre-industrial ocean when it was last in contact with the atmosphere. The global inventory of anthropogenic carbon taken up by the ocean between 1750 and 1994 is estimated to be 118 ± 19 GtC. Deniz Seviyesi Değişimleri Global deniz seviyesi artışı 1961-2003 arasında yılda was 1.8 ± 0.5 mm. Artış üniform değil. 10 yıllar mertebesindeki salınımlar nedeniyle artış yılda 3.1 ± 0.7 mm. 1961 – 2003 arasında, termal genişlemenin katkısı yılda 0.4 ± 0.1 mm. 1993 - 2003, arasında ise yılda 1.6 ± 0.5 mm. Deniz Seviyesi Trendleri (a) Ortalama deniz seviyesi lineer trendin dağılımı, mm/yıl (1993 -2003, TOPEX/Poseidon uydu verisi) (Cazenave and Nerem, 2004) (b) Termal genişlemenin lineer trendi (mm/yıl) Küresel Isınmanın Kaynağı AR5 AR5 Küresel Isınmanın Kaynağı Son 50-100 yıl içerisindeki ısınma doğal klim zorlamaları nedeniyle mi? veya insan etkisi mi? İklim Modelleri İklim Sisteminin Modellemesi 57 Karl and Trenberth 2003 Alanların İfade Edilmesi: Grid Noktası Modeller Uzaysal boyutları düzenli gridler şeklinde ifade eder (Enlem – Boylam) 58 Global İklim Modellemesi Vertical exchange between layers of momentum, heat and moisture 60° N 15° W Horizontal exchange between columns of momentum, heat and moisture 3.75° 2.5° Vertical exchange between layers of momentum, heat and salts by diffusion, convection and upwelling Vertical exchange between layers by diffusion and advection 11.25° E 47.5° N Orography, vegetation and surface characteristics included at surface on each grid box 59 Zamanla Modellerin Çözünürlüğündeki Değişim 60 Yer Sistem Modelleri 1. HadGEM2-ES 2. MPI-ESM 3. IPSL-CM5A-MR İKLİM DEĞİŞİKLİĞİNİN SU KAYNAKLARINA ETKİSİ PROJESİ 61 Dinlediğiniz için Teşekkürler !
