İklim değişikliği


Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli (IPCC) tarafından hazırlanan bilimsel rapor, küresel ısınmanın 1,5 C ile sınırlandırılmasının aciliyetini ortaya koyuyor.

Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli (IPCC) tarafından hazırlanan bilimsel rapor, küresel ısınmanın 1,5 C ile sınırlandırılmasının aciliyetini ortaya koyuyor. 195 ülkenin onayıyla  bugün yayımlanan rapor, dünyanın gittiği tehlikeli yoldan çıkabilmemiz için karşımızdaki küçük fırsat penceresinin de altını çiziyor.
 
8 Ekim, Incheon, G. Kore: Dünya ülkelerinin küresel iklim değişikliğine karşı izleyecekleri yolda ve alacakları kararlarda yol gösterici bir rol oynayacak Hükümetler arası İklim Değişikliği Paneli’nin (IPCC) “Küresel Isınmada 1,5°C Raporu”, olası iklimsel etkiler açısından 1,5°C'lik bir ısınmanın 2°C'ye göre nispeten daha güvenli olacağını vurguluyor. Rapora göre, küresel sıcaklıkların endüstriyel dönem öncesine göre 2°C üzerine çıkması, yalnız doğal yaşam alanları ve türlerin kaybıyla sonuçlanmayacak, buzulların erimesi ve deniz seviyesinin yükselmesi sonucu sağlığı, refahı, güvenliği ve ekonomisiyle insan hayatını doğrudan etkileyecek yıkıcı sonuçlara da yol açacak.
 
WWF’nin İklim Değişikliği Başdanışmanı Dr. Stephen Cornelius,  “Rapor üzerinde hükümetler arasında zorlu tartışmalar yaşanmasını bekliyorduk ancak müzakerelerde bilimsel gerçeklerin resmi yetkililerce de teyid edilmesini olumlu karşılıyoruz. Ancak emisyonların azaltılması konusunda halen ülkelerin verdiği taahhüt, küresel ısınmadaki artışı 1,5°C seviyesinde tutmak için yeterli değil” dedi.
 
Cornelius sözlerine şöyle devam etti: “Giderek ısınan dünyada yarım derece bile hem insan hem doğa için çok önemli. İklim değişikliğiyle mücadelede en kararlı adımları atmak ve enerji, ulaşım, gıda gibi tüm sektörlerde düşük karbona geçişi hızlandırmaktan başka çaremiz yok. Karbon emisyonlarını çok hızlı bir şekilde düşürmediğimiz sürece, tropikal bölgelerdeki mercan resiflerinden kutuplardaki buzullara kadar bütün ekosistemler çok daha ciddi etkilerle karşı karşıya kalacak.”
 
Acil harekete geçmenin önemini vurgulayan Rapor’a göre, Paris Anlaşması kapsamındaki mevcut taahhütler, küresel ısınmayı 2°C’de tutmak için bile yeterli değil. Mücadeleyi ne kadar geciktirirsek iklim değişikliğinin etkileri de o kadar büyük olacak; yarın geri dönmek mümkün olmayacak ya da ileride çok daha yüksek maliyetli çözümler gerektirecek.
 
IPCC raporunun hazırlanmasına, küresel ortalama sıcaklıktaki artışın endüstriyel dönem öncesi seviyelerin 2°C'nin çok daha altında bir seviyede sınırlandırılması ve 1,5°C sınırının aşılmamasının kararlaştırıldığı 2015 yılında Paris'te yapılan BM toplantısını müteakiben hükümetler tarafından karar verilmişti.
 
WWF’in Küresel İklim ve Enerji Programı Başkanı Manuel Pulgar-Vidal da, “Böyle bir raporun hazırlanmasını talep eden hükümetler artık ortaya çıkan gerçeği kabul etmeli  ve iklim değişikliğinin olumsuz etkilerinden kaçınmak için bilime kulak vermeli. Isınmayı 1,5° C'de tutmak imkansız değil, hatta gerekli ve acil. Küresel düzeyde harekete geçmek için artık daha fazla beklemeye tahammülümüz yok. 'İmkansız' ile 'mümkün' arasındaki fark güçlü liderlikten geçer. İhtiyacımız olan tek şey, önümüzdeki zorluklara karşı harekete geçmemizi sağlayacak güçlü irade” dedi.
 
WWF, küresel ısınmanın 1,5°C'nin altında tutulabilmesi için, hükümetleri 2020 yılına kadar ulusal iklim taahhütlerini yükseltmeye çağırıyor. Aralık ayında Polonya'nın Katowice kentinde düzenlenecek olan Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi 24. Taraflar Toplantısında (COP24) ülkeler, yenilenmiş taahhütlerini açıklamaya teşvik ediliyor. 

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------





İklim Değişikliği ve Mevcut Durum

İklim Değişikliği

İklim sistemi, atmosfer, kara yüzeyleri, kar ve buz, okyanuslar ve diğer su kütleleri ile canlıları kapsayan karmaşık ve etkileşimli bir sistemdir. Bu sistem, zaman içinde, kendi iç dinamiklerinin etkisi altında veya dış etmenlerdeki (zorlamalar olarak adlandırılmaktadır) değişikliklere bağlı olarak yavaş yavaş değişim gösterir. Dış zorlamalar, volkanik patlamalar ve güneşle ilgili değişkenlikler gibi doğal olaylar ile atmosferin bileşimindeki insan kaynaklı değişiklikleri içerir. Güneş radyasyonu, iklim sisteminin güç kaynağıdır. Yerkürenin radyasyon dengesini etkileyen, dolayısıyla iklimi değiştiren üç temel yol bulunmaktadır: 

İklim değişikliği, "nedeni ne olursa olsun iklimin ortalama durumunda ve/ya da değişkenliğinde onlarca yıl ya da daha uzun süre boyunca gerçekleşen değişiklikler" biçiminde tanımlanmaktadır. Dünyamızın bugüne kadarki tarihi boyunca, yaklaşık 4,5 

Gelen güneş radyasyonundaki değişiklikler (Güneşin kendisindeki ya da Yerkürenin yörüngesindeki değişikliklere bağlı olarak) 

Güneş radyasyonunun yansıtılan kısmındaki değişiklikler (bu kısım albedo olarak adlandırılmaktadır ve bulut örtüsü, aerosoller denilen küçük parçacıklar ya da arazi örtüsündeki değişikliklere bağlı olarak değişebilmektedir)

Yerküreden uzaya geri gönderilen uzun dalgalı radyasyondaki değişiklikler (sera gazı salımlarının atmosferdeki birikimlerine bağlı olarak). Bunların yanı sıra, rüzgarlar ve okyanus akıntılarının, Yerküre yüzeyi üzerindeki ısı dağılımında oynadıkları rol nedeniyle, iklim üzerinde önemli etkileri bulunmaktadır.

milyarlık bir periyotta iklim sisteminde, milyonlarca yıldan on yıllara kadar tüm zaman ölçeklerinde doğal etmenler ve süreçlerle birçok değişiklik olmuştur. Jeolojik devirlerdeki iklim değişiklikleri, özellikle buzul hareketleri ve deniz seviyesindeki değişimler yoluyla yalnızca dünya coğrafyasını değiştirmekle kalmamış, ekolojik sistemlerde de kalıcı değişiklikler meydana getirmiştir.

Günümüzde sözü edilen küresel iklim değişikliği ise, fosil yakıtların yakılması, arazi kullanımı değişiklikleri, ormansızlaştırma ve sanayi süreçleri gibi insan etkinlikleriyle atmosfere salınan sera gazı birikimlerindeki hızlı artışın doğal sera etkisini kuvvetlendirmesi sonucunda Yerkürenin ortalama yüzey sıcaklıklarındaki artışı ve iklimde oluşan değişiklikleri ifade etmektedir.

Yeryüzünde ve atmosferde tutulan ısı enerjisi, atmosfer ve okyanus dolaşımıyla yeryüzünde dağılır ve uzun dalgalı yer radyasyonu olarak atmosfere geri verilir. Bunun bir bölümü, bulutlarca ve atmosferdeki sera etkisini düzenleyen sera gazlarınca soğurularak atmosferden tekrar geri salınır. Bu sayede Yerküre yüzeyi ve alt atmosfer ısınır. Yerkürenin beklenenden daha fazla ısınmasını sağlayan ve ısı dengesini düzenleyen bu sürece doğal sera etkisi denmektedir. Atmosfer kompozisyonunda bulunan sera gazlarından yoğunluklarının artması tehlikeli olarak nitelendirilen belli başlı sera gazları ve sera gazları içerisindeki yaklaşık bulunma oranları sırasıyla; 



Küresel iklim değişikliği, yerkürenin uzun jeoloji tarihi boyunca yaşanan iklimin doğal değişkenliğine ek olarak insan etkinliklerinin neden olduğu bir değişikliktir.

Buna paralel olarak, Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi’nde (BMİDÇS) iklim değişikliği, "karşılaştırılabilir bir zaman döneminde gözlenen doğal iklim değişikliğine ek olarak, doğrudan ya da dolaylı olarak küresel atmosferin bileşimini bozan insan etkinlikleri sonucunda iklimde oluşan bir değişiklik" biçiminde tanımlanmaktadır.

Fosil ve biyokütle yakıtların yakılması, insan kaynaklı sera gazı emisyonlarının en büyük kaynağıdır. Çimento üretimi karbondioksit, tarım ve katı atık düzenli depolama sahaları metan gazı salmaktadır. Gübre kullanımı ve naylon üretimi, diazot monoksit ve buzdolabı ile klimalar florine sera gazı emisyonlarını artırmaktadır. Arazi kullanımı değişiklikleri de iklim sistemini önemli ölçüde etkilemektedir. Tarım amaçlı kullanım için arazi açılması, koyu renkli yüzeyin miktarını artırmakta ve sonuç olarak gelen güneş radyasyonu yansımaktan çok emilmektedir. Arazi açılması ayrıca, ormanların tahrip edilmesi nedeniyle, karbondioksiti tutan ve depolayan ağaç ve bitkilerin azalması anlamına gelmektedir. Çölleştirme, atmosfere geçen toz miktarında artışa neden olması dolayısıyla güneşten Yerküre yüzeyine gelen enerjiyi azaltarak küresel ısınmayı yavaşlatan bir etkiye sahip olabilmektedir. Şehirleşme, şehir ısı adalarının, yani şehirlerde çevrelerine göre daha sıcak alanların oluşmasına yol açmaktadır.

IPCC (Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli) İklim değişikliğiyle ilgili en güncel bilimsel, teknik ve sosyoekonomik bilgileri, çok sayıda bilim insanının katılımıyla, düzenli aralıklarla değerlendirerek raporlar yayımlamaktadır. IPCC’nin 2014 yılında açıkladığı Beşinci Değerlendirme Raporunda (AR5), 20. yüzyılın ortalarından bu yana ortalama yüzey sıcaklıklarında gözlenen artışın büyük bölümünün kuvvetli olasılıkla (% 95) insan kaynaklı sera gazı salımlarındaki artıştan kaynaklandığı ve bu bulgunun, bir önceki IPCC Değerlendirme Raporuna göre daha güçlü ve somut kanıtlara dayandığı belirtilmektedir.

Mevcut Durum

Özellikle sanayi devrimi sonrası özellikle 1750’li yıllardan itibaren, hız kazanan insan faaliyetleri etkisiyle atmosferin kompozisyonu değişmekte, sera gazı emisyonları artmaktadır. En önemli sera gazı olan CO2`nin atmosferdeki birikimi sanayi öncesi dönemde yaklaşık 280 ppm'den (milyonda bir parçacık) Mart 2018’de 407,96 ppm'e yükselmiştir. Sanayi öncesi dönemde yaklaşık 715 ppb (milyarda bir parçacık) olan CH4 birikimi, 2017 yılı sonunda 1859 ppb'e çıkmıştır. Küresel atmosferik N2O birikimi sanayi öncesi dönemde yaklaşık 270 ppb düzeyindeyken 2017 yılında 330 ppb'ye çıkmıştır.

IPCC İklim Değişikliği Senaryoları ve Tarihsel Gelişimi

İklim Değişikliği Senaryoları

İklim değişikliğinin sonuçlarına hazırlıklı olunması ve olumsuz etkilerinin en aza indirilmesi için iklimde gözlenen değişikliklerin ve eğilimlerin gelecekte nasıl olacağının tahmin edilmesi ve bu değişikliklerin doğal ve insan sistemlerine etkilerinin belirlenmesi gerekmektedir. Gözlenen ve geçmiş iklimi anlamak ve gelecekteki iklimi öngörmek için, iklim sisteminin bileşenlerinin, bunlar arasındaki etkileşimlerin ve geri beslemelerin matematiksel gösterimi olan modellerden yararlanılmaktadır. Modeller vasıtasıyla elde edilen geleceğe yönelik iklim öngörülerinde değişik senaryolar kullanılmaktadır.

Senaryo, gelecekteki bazı olayları resmeden hikâyelerdir (Gregory ve Duran, 2001). Bu bağlamda, emisyon senaryoları, sera gazları ve aerosoller gibi yer yüzünün radyasyon dengesini bozan maddelerin gelecekte atmosferdeki konsantrasyonlarının tahmin edilmesidir (Moss vd., 2010). Senaryo geleceğin tahmini değil, olması muhtemel alternatif durumların tanımlanmasıdır (IPCC, 2000). IPCC bünyesinde tüm sektörlerden uzman bilim insanlarının katılımıyla geliştirilen senaryolar belirlenirken nüfus artışı, enerji kullanımı, ekonomiler, teknolojik gelişmeler, tarım ve arazi kullanımındaki değişiklikleri için değişik kabuller dikkate alınmaktadır. Gelişen teknoloji ve ele alınan bileşenlerdeki değişimler dikkate alınarak senaryolar üzerinde düzenlemeler yapılmaktadır. Işınımsal (Radyatif) zorlama ve bu zorlamalara iklim sisteminin tepkisi ile ilgili seçeneklerin temel olarak yer aldığı insan kaynaklı (antropojenik) iklim değişikliği senaryoları, Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli’nin (IPCC) çalışmalarının en önemli bileşenlerinden birisidir.

1988 yılında kurulan IPCC günümüze kadar 5 değerlendirme raporu hazırlamıştır. Geçmişten günümüze IPCC kapsamında geliştirilen senaryolar şu şekilde sıralanabilir:

Mevcutta Kullanımda Olan Senaryolar (RCPs)

Günümüzde halen 2007 yılında IPCC kapsamında geliştirilen 40’tan fazla senaryo arasından seçilen Temsili Konsantrasyon Rotaları (RCPs: Representative Concentration Pathways) SRES senaryolarının yerine geliştirilmiştir.

Yeni iklim değişikliği senaryolarının oluşturulmasında, SRES senaryolarındaki sıralı değerlendirme metodu yerine paralel değerlendirme metodu kullanılması benimsenmiştir. Geçmişte sıralı yaklaşım yolu ile oluşturulan SRES senaryoları çalışmanın uzun sürmesi nedeniyle emisyon senaryolarının geliştirilmesi ve iklim model sonuçlarının etki değerlendirme araştırmalarında kullanımı arasındaki zamanı kısaltmak için yeni bir değerlendirme yaklaşımı oluşturulması düşünülmüştür. Bu amaç ile etki araştırma çevreleri ile entegre model ve iklim araştırma çevreleri iş birliği yapmışlardır. Bu yeni yaklaşımın paralel fazında iklim modelleri, sosyo-ekonomik ve emisyon modelleri sıralı olarak değil, eş zamanlı çalışmakta ve böylece sıralı yaklaşımdan farklı olarak zaman açısından ciddi bir kazanım sağlanmaktadır.

Bu yeni yaklaşımla geliştirilen yeni konsantrasyon senaryoları Temsili Konsantrasyon Rotaları (RCP: Representative Concentration Pathways) olarak adlandırılmıştır. Aynı toplantıda belirlenen özellikler bakımından literatür taranmış ve ışınımsal zorlama seviyeleri ve rotaları için 4 adet RCP tipi tanımlanmıştır. Bunlar ışınımsal zorlama değerleri en küçükten en büyüğe sırası ile RCP3-PD(RCP2.6), RCP4.5, RCP6.0 ve RCP8.5’dir.

SRES senaryoları ile RCP’ler konsantrasyon değerleri açısından karşılaştırıldığında: RCP8.5 senaryosunun A1F1 ve A2 ile, RCP6.0 senaryosunun A1B ile yakın değerlere sahip olduğu görülmektedir. B2 ve A1T senaryolarının RCP4.5 ve RCP6.0 arasında yer almaktadır. RCP4.5 ise B1 senaryosu ile paralellik göstermektedir. RCP3-PD(RCP2.6) ise, SRES senaryolarının hiç biri ile uyumluluk göstermemektedir. 


(SRES ve RCP senaryoları için 2100 Yılında Yaklaşık Eşdeğer CO2 Konsantrasyonları (ppm). Eşdeğer Karbondioksit Konsantrasyonları Diğer Sera Gazları Ve Aeresolleri İçermektedir -Meinshausen et al, Moss et al, IPCC, 2007-)


(SRES ve RCP’lerin Gelecek Dönem İçin Ortaya Koyduğu Eşlenik CO2 (ppm) Konstrasyonları)

Daha uzun periyotta iklim değişikliğinin anlaşılması amacıyla, RCP senaryoları 2300 sonuna kadar, emisyon ve konsantrasyon seviyeleri bağlamında basit şekilde ve çok da zorunlu kıstaslara bağlı kalmadan uzatılmıştır (Meinshausen et al., 2011). Bu kapsamda, RCP 2.6 ve RCP8.5 için 2100 sonrasında sabit CO2 emisyon ve konsantrasyon seviyeleri öngörürken, RCP4.5 ve RCP6.0; 2150’ye kadar kademeli şekilde CO2 emisyon ve konsantrasyonların sabitleneceğini öngörmektedir. RCP8.5 CO2 konsantrasyonunun 2000 ppm civarında 2250 yılında ancak sabitleneceğini öngörmektedir ve bu seviye endüstri öncesi seviyenin neredeyse 7 katı kadardır. RCP3-PD(RCP2.6) ise, 2070’ten sonra emisyonların azalmaya başlayacağını, buna bağlı olarak konsantrasyonlarında 2300’e kadar zaman içerisinde azalarak 360 ppm seviyesini yakalayacağını öngörmektedir.


(SRES ve RCP’lerin Gelecek Dönem İçin Ortaya Koyduğu Yıllık Küresel CO2 (Fosil Kaynaklı) Emisyonları Değişimi (GtC / Yıl))

RCP senaryoları ile SRES senaryoları, CO2 emisyonları bağlamında karşılaştırıldığında, RCP4.5’in SRES B1 senaryosuna yakın olduğu, RCP6’nın SRES A1B’ye özellikle 2100’den sonra yakınlaştığı ve RCP8.5’in ise 2100’de A2’den biraz daha yüksek değerlere sahip olduğu SRES A1F1’e yakın olduğu görülmektedir. RCP3-PD (RCP2.6)’nın ise bütün SRES senaryolarından daha düşük değerler ihtiva ettiği görülmektedir.

RCP8.5 yüksek ışınımsal zorlama ve konsantrasyon rotasıdır. SRES senaryoları içerisinde A2 ve A1F1 senaryoları ile benzerlik göstermektedir. Düşük rota (RCP3-PD/RCP2.6) ile arasındaki fark, iklimin bu senaryoya karşı Atmosfer-Okyanus Küresel Sirkülasyon Modelleri (AOGCM) yardımı ile görüntülenen tepkisinin değerlendirilmesinde önemli rol oynamaktadır.

RCP3-PD/RCP2.6 ise düşük ışınımsal zorlama ve konsantrasyon rotasıdır. Senaryonun temelini yüzyıl sonlanmadan emisyonların ya da ışınımsal zorlamanın zirve yaparak düşüşe geçeği varsayımı oluşturmaktadır. Önce zirveye ulaşma ve sonra düşme varsayımı, iklim camiası için yeni bir yaklaşımdır. Bundan dolayı, senaryonun iklim değişikliğinin ve onun etkilerinin "geri çevrilebilirliği" konusunda yeni bilimsel bulgular üretmesi beklenmektedir.

RCP4.5 ise orta bir dengede tutma rotası olup 2100-2150 yılları arasında ışınımsal zorlamanın 4.5w/m2’de sabitleneceğini varsayılmaktadır. Bu senaryonun diğer senaryolara göre iki avantajı bulunmaktadır. Bunlardan birincisi yüksek rota ile arasındaki farktan dolayı çok iyi sinyal elde edilebilmesi, ikincisi ise literatürde bu rota ile ilgili çok sayıda yayınlanmış çalışmanın bulunmasıdır.

RCP6 ikinci orta rotadır ve 2100’den sonra yaklaşık 6w/m2 civarında ışınımsal zorlamanın sabitleneceği varsayılmaktadır. İklim model grupları açısından, iki farklı orta konsantrasyon rotasının olması bütün RCP’lerin çalıştırılabilmesi açısından oldukça büyük kolaylık sağlayabilecektir.




Küresel Toplam Işınımsal Zorlama -RCP Concentration & Data Group, M. Meinshausen, S. Smith, K. Riahi, D. van Vuuren et al., May 2010-)

Küresel İklim Modellemesi

Modelleme Kavramı ve Küresel İklim Modeli Tarihçesi

İklim insanoğlunun yaşamının tüm faaliyetlerini doğrudan etkilemektedir. Bu nedenle gelecek dönemki iklimin tahmin edilmesi düşüncesi geçmiş çağlardan beri vardır.

İnsanoğlu, bilimsel yöntemin henüz tanımlanmadığı ilk çağlardan bu yana karşılaştığı problemlerle başa çıkma, evreni anlama ve doğaya hakim olma, daha rahat ve güvenli yaşama isteği doğrultusunda; ya sistemin kendisi üzerinde ya da soyut/somut bir model üzerinde deneyler yapma ihtiyacı hissetmiştir.

Bu nedenle zamanla modelleme kavramı gelişmiştir. Modelleme, gerçeğe benzer görüntüler yapmaktır. Modeller kurguladığımız hipotezleri test etmemize yardımcı olurlar. Bu nedenle bilim alanında model kullanımı kaçınılmazdır. Diğer taraftan model, gerçeğin idealleştirilmiş halidir. Çoğu kez karmaşık olanın basite indirgenmesidir. Modeller yeni bilgilerle değişebilen dinamik yapılardır. 20. yüzyıl içerisinde bilgisayar teknolojisi alanındaki gelişmelerle birlikte modelleme kavramı iklim için de kullanılmaya başlanmıştır.

İklim Modellemesi

İklim bileşenleri (Atmosfer, litosfer, biyosfer, hidrosfer ve kriyosfer) arasındaki ilişkiyi kantitatif (ölçülebilir ve gözlemlenebilir) metotlarla göstermeye çalışan modellerdir. Bütün karmaşıklığına ve uygulamalardaki zorluklara rağmen gelecek iklimin tahmin edilmesinde en önemli araç iklimin modellenmesidir. Bu sayede mevcut durumlar dikkate alınarak ve çeşitli hesaplamalar yapılarak belli bir süre sonraki iklim şartlarının genel çerçevesi çizilmeye çalışılmaktadır. İklim modellerinin temel zorluklarından biri atmosferin kimyasal ve fiziksel yapısındaki gerçek zamanlı değişimlerden çok daha hızlı şekilde çalışması gerekliliğidir.

Bütün iklim modelleri temelde; kısa dalga radyasyon vasıtasıyla güneşten gelen enerji ve uzun dalga radyasyonla dünyadan giden enerjiyi hesaba katarak kurgulanırlar. Bu dengedeki herhangi bir değişiklik sıcaklıklarda değişime yol açar.

Küresel İklim Modelleri (GCMs - Global Climate Models), akışkan hareketi ve enerji transferi ile her ikisinin zamanla entegre edildiği modellerdir. Basit modellerden farklı olarak, bu modellerde atmosfer ve okyanus yatayda ve dikeyde grid denilen hesaplama birimlerine ayrılır.

Atmosferik modeller, atmosferi modeller ve deniz yüzey sıcaklıklarını sınır koşulları olarak model içine empoze eder. Birleştirilmiş atmosfer –okyanus modelleri (coupled models) ise, atmosfer ve okyanus modellerini birleştirir. Örneğin: HadCM3, EdGCM, GFDL, CM2.X vb.

İlk Küresel İklim Modeli 1960’larda NOAA tarafından geliştirildi. GCM’ler iklim modelleri içeresinde en karmaşık olanlarıdır ve olabildiğince fazla süreç bu modellere yerleştirilmektedir. Fakat hala, geliştirilmeye devam ediliyorlar ve hala belirsizlik devam etmektir.

Gelişen teknoloji ile birlikte Küresel İklim Modelleri yapılarında sağlanan başarılardan bazıları aşağıda belirtilmiştir;

  • İklim modeli çalışmalarının başarısına en büyük etki hesaplama teknolojilerinin (bilgisayar teknolojisi) gelişmesiyle olmuştur.
  • Kutucuk (grid) boyutları küçüldü, zaman adımları kısaldı.
  • Yatayda ve dikeyde kutucuk (grid) sayısı ve model bileşenleri sayısı arttı.
  • Hesaplama kapasitesinin artması, modellere sürekli yeni bileşenlerin eklenmesine (başlangıç koşullarının daha iyi temsil edilmesine) olanak sağlamıştır.
  • Hesaplama kapasitesinin gelişmesinin diğer bir olumlu etkisi modellerin yatay çözünürlüklerinin sürekli artmasına, yani daha ayrıntılı ürünler elde edilmesini sağlamıştır. (ilk model 700 km çözünürlükteydi ve günümüze (150-200 km) göre çok basit yapıdaydı).


(Küresel İklim Modellerinin (GCMs) Bileşen Yapısındaki Tarihsel Gelişimi)

Küresel İklim Projeksiyonları

Gelişen teknoloji ile birlikte Küresel İklim Modeli (GCM) çalışmaları yıllar içerisinde artış göstermiştir. Uluslararası alanda ortak çalışmalar yürütebilmek ve karşılaştırmaların sağlıklı ve kolay bir şekilde yapılabilmesi için Küresel İklim Modelleri IPCC kapsamında belirlenen senaryolar temel alınarak oluşturulmaktadır.

Haritaların sağ üst bölümünde ye alan rakamlar her senaryo için çalıştırılan Küresel İklim Modeli sayısını belirtmektedir. IPCC 5. Değerlendirme Raporu kapsamında RCP4.5 (42 Küresel İklim Modeli) ve RCP8.5 (39 Küresel İklim Modeli) senaryoları en fazla tercih edilen senaryolar olmuştur.


Yıllık Ortalama Sıcaklık Anomalileri Projeksiyonları (IPCC 5. Değerlendirme Raporu)

Yıllık Toplam Yağış Anomalileri Projeksiyonları (IPCC 5. Değerlendirme Raporu)


Küresel iklim projeksiyonları her ne kadar genel görünüm hakkında bilgi verse de çözünürlüklerinin düşük (110-220 km ) olması nedeniyle yerel ölçekte ve sektör bazlı yapılacak etki, analiz ve araştırma çalışmalarında yetersiz kalmaktadır. Bu nedenle Küresel İklim Modellerinin (GCMs) çıktıları Bölgesel İklim Modellerinde (Regional Climate Model – RCM) girdi olarak kullanılarak daha detaylı projeksiyonlar elde edilebilmektedir.

Yıllık toplam yağış projeksiyonlarına göre yüzyılın son bölümünde (2081-2100) Türkiye genelinde yağışlarda azalışlar öngörülmektedir.

Bölgesel İklim Modelleri ve Ölçek Küçültme

Küresel iklim modellerinden elde edilen veriler çok büyük alanları temsil ettiğinden ayrıntılı değildir ve bölgesel analizlere imkân tanımamaktadır. Düşük çözünürlükteki gridlenmiş bu bilgileri, tekrar girdi olarak kullanarak daha küçük alanlar için daha ayrıntılı ve yüksek çözünürlüklü bilgiler üretilmesini sağlayan modeller bölgesel iklim modelleri (RCMs) olarak nitelendirilmektedir. 

Hesaplama zorluklarından dolayı Küresel İklim Modelleri (GCMs) genellikle 100-300 km yatay çözünürlüğe sahiptirler. Bu çözünürlükle bölgesel iklimsel değişimler, topografyanın, kıyı alanlarının ve arazi yüzeyinin ayrıntıları uygun şekilde yansıtılamamaktadır. Bu nedenle cephe sistemleri ya da yağış sistemleri gibi küçük ölçekli hava olayları ve atmosfer süreçleri ya GCM’lerde gösterilememekte ya da çok basit şekilde yer almaktadır. Sınırlı alanlarda sahip olunan hesaplama kapasitesini en uygun şekilde kullanmak ve yukarıda bahsedilen eksiklikleri gidermek amacıyla bölgesel iklim modellerinden (RCMs) yararlanılmaktadır.


(Düşük Çözünürlük (a) ve Yüksek Çözünürlük (b) arasındaki fark)

Dinamik Ölçek Küçültme

Atmosferik dinamik ölçek küçültme teknikleri, düşük çözünürlüklü küresel modellerde iyi yansıtılamayan bölgesel şartları elde etmek için kullanılan yaygın bir yaklaşımdır. Bu yaklaşım birkaç metotla uygulanabilmektedir. Bu yöntemde, RCM’de belirli bir alan tanımlanır ve GCM’den elde edilen belli dinamik iklim faktörleri belirlenen alana uygulanmaktadır.


(Bölgesel İklim Modelinde Özel Bir Alanın Tanımlanması)
 

RegCM-4.3.4 Bölgesel İklim Modeli


Bölgesel İklim Model Sistemi (Regional Climate Model System - RegCM) olarak tanımlanan aslında Amerikan Ulusal Atmosfer Araştırmaları Merkezi (NCAR) tarafından geliştirilmiş bir modele dayanmaktadır. Uluslararası Abdüsselam Teorik Fizik Merkezi’nin (ICTP) Yer Sistem Fiziği Bölümü (ESP) tarafından bölgesel iklim modeli olarak uyarlanmış ve geliştirilmesi halen devam etmektedir. İlk sürümü olan RegCM1, 1989 yılında bilim camiasına sunulmuş ve daha sonra üst sürümleri geliştirilmiştir (RegCM2-1993, RegCM2.5-1999, RegCM3-2006, RegCM4 2010). Günümüzde en güncel sürümü olan RegCM4 modeli kullanılmakta ve tamamen ESP tarafından desteklenmektedir. Bu sürüm dünyanın istenilen herhangi bir bölgesi için gerek gelecek iklim simülasyonları gerekse tarihsel (paleo) klimatolojik çalışmalar için kullanılabilmektedir. 

Temel olarak Bölgesel İklim Modeli (RCM) de Küresel İklim Modeli (GCM) gibi dinamik bir yapı sergiler, fakat 3 ana süreçten oluşur. Bunlar:

  • - GCM’den sınır değerlerinin alınması,
  • - Tanımlanan alan için kendi yerel verilerinin elde edilmesi,
  • - RCM’nin kendi dinamik denklemlerinin bu iki veri yardımı ile çözülerek yeniden tanımlanan alan için değerlerin üretilmesidir.

Sonuçlar bir anlamda GCM ve yerel özelliklerin birlikte belirlediği yerel tahminler olarak nitelendirilebilir. Buradaki en büyük zorluk ise, alan küçülmesine rağmen çözünürlüğün artması ve yerel şartların hesaplamalara dâhil olması nedeniyle önemli bir bilgisayar kapasitesine ihtiyaç duyulmasıdır. 

Türkiye İçin İklim Projeksiyonları

Meteoroloji Genel Müdürlüğü iklim değişikliğinin gelecekte ülkemize nasıl etkileyeceğini ortaya koyabilmek için 2016-2099 dönemi için 3 farklı küresel model ile iklim projeksiyonları geliştirmiştir. Çalışmada HadGEM2-ES, MPI-ESM-MR, GFDL-ESM2M küresel model veri setleri kullanarak RegCM4.3.4 Bölgesel Modeli ile dinamik ölçek küçültme yöntemiyle RCP4.5 ve RCP8.5 senaryolarına göre 1971-2000 referans periyotlu 2016-2040, 2041-2070, 2071-2099 gelecek periyotlu 20 km çözünürlüklü Türkiye ve bölgesi için projeksiyon sonuçları elde edilmiştir.

3 küresel modelin projeksiyonlarından elde ettiğimiz sonuçlara göre 2016-2099 periyodu için yurt genelinde ortalama sıcaklık artışı;

RCP4.5 senaryosuna göre 2016-2099 döneminde Türkiye yıllık ortalama sıcaklıklarının ortalama olarak 1,5 – 2,6 °C aralığında artması beklenmektedir. Ortalama sıcaklık anomalisinin yüzyılın ilk yarsında -0,9 ile 4,1°C aralığında olması ve yıllık ortalama sıcaklıkların ortalama olarak 1,4°C artması, yüzyılın ikinci yarısında ise 0,6 ile 4,1°C aralığında artış ve ortalama olarak 2,2°C artması öngörülmektedir.


(RCP4.5`e göre Türkiye yıllık ortalama sıcaklık anomali bandı projeksiyonları)

Not: Grafik HadGEM2-ES, MPI-ESM-MR ve GFDL-ESM2M modellerinin Türkiye geneli için yıllık ortalama sıcaklık anomalilerinden oluşturulmuştur. Grafikte her yıl için 3 model içerisindeki en düşük anomali ve en yüksek anomali aralığı band genişliğini ifade ederken ortanca değer (medyan) çizgi olarak belirtilmiştir.

RCP8.5 senaryosuna göre 2016-2099 döneminde Türkiye yıllık ortalama sıcaklıklarının ortalama olarak 2,5 – 3,7 °C aralığında artması beklenmektedir. Ortalama sıcaklık anomalisinin yüzyılın ilk yarsında -0,4 ile 3,8°C aralığında olması ve yıllık ortalama sıcaklıkların ortalama olarak 1,7°C artması, yüzyılın ikinci yarısında ise 1,4 ile 6,6°C aralığında artış ve ortalama olarak 3,8°C artması öngörülmektedir.


(RCP8.5`e göre Türkiye yıllık ortalama sıcaklık anomali bandı projeksiyonları)

Grafik HadGEM2-ES, MPI-ESM-MR ve GFDL-ESM2M modellerinin Türkiye geneli için yıllık ortalama sıcaklık anomalilerinden oluşturulmuştur. Grafikte her yıl için 3 model içerisindeki en düşük anomali ve en yüksek anomali aralığı band genişliğini ifade ederken ortanca değer (medyan) çizgi olarak belirtilmiştir.

Yağışlarda genel olarak azalma beklenmekle birlikte sürekli bir artış yada azalış trendi olmadığı, bunun yanında yağış düzensizliklerinin artma eğiliminde olduğu görülmektedir.

RCP4.5 senaryosuna göre 2016-2099 döneminde Türkiye yıllık toplam yağış anomalisinin ortalama olarak % 3 ile % 6 aralığında azalması beklenmektedir. Yağış anomalisindeki ortalama değişimin yüzyılın ilk yarısında % 1 ile % 6 aralığında, yüzyılın ikinci yarısında ise % 5 ile % 6 aralığında olması öngörülmektedir.


(RCP4.5`e göre Türkiye yıllık toplam yağış anomalisi bandı projeksiyonları)

RCP8.5 senaryosuna göre 2016-2099 döneminde Türkiye yıllık toplam yağış anomalisi değişiminin ortalama olarak %+3 ile % -12 aralığında olması beklenmektedir. Yağış anomalisindeki ortalama değişimin yüzyılın ilk yarısında % +5 ile % -1 aralığında, yüzyılın ikinci yarısında ise % +1 ile % -18 aralığında olması öngörülmektedir.


(RCP8.5`e göre Türkiye yıllık toplam yağış anomalisi bandı projeksiyonları)