KAR HİDROLOJİSİ

1. KAR HİDROLOJİSİ Dr. İbrahim YURTSEVEN İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Havza Yönetimi Anabilim Dalı

2. Genel Kavramlar • Bir havzanın su verimi denildiğinde, • Miktar • Kalite • Rejim kavramları ön plana çıkmaktadır.

3. Su kalitesi büyük ölçüde havzanın vejetasyon yapısı ile ilişkilidir. Su miktarı ve Akarsuyun rejimi ise büyük ölçüde yağış karakteristiklerine bağlıdır.

4. Yağışın büyük bir kısmının kar şeklinde düştüğü bölgelerde kar erimesi, su verimine yağmur yağışından daha büyük katkı sağlamaktadır. Kar kütlesinin erime sürecinin anlaşılması ve erime miktarının doğru olarak belirlenmesi havza hidrolojisi açısından oldukça önemlidir.

5. KAR ÖLÇÜMLERİ

6. Rüzgar perdesiz ölçek

7. Nipher perdeli ölçek

8. Alter perdeli ölçek

9. Kar yastığı (Pekkan, 2009)

10. Tam donanımlı kar ölçüm istasyonu (Şensoy ve ark.)

11. Kar örtüsü ile ilgili ölçümler karla örtülü bölgenin alanının ölçülmesini, bu bölgede - kar kalınlığının ve -kar yoğunluğunun değişiminin belirlenmesini kapsar.

12. Karın su eşdeğeri Karın erimesiyle meydana gelecek akış hacminin hesabında karın su eşdeğerini, yani kar eridiği zaman meydana gelecek su sütununun yüksekliğini bilmek önem taşır. Karın su eşdeğeri, kar örtüsünün yoğunluğu ile kalınlığının çarpımına eşittir, yeni yağmış karlarda 0,1 kadar olan yoğunluk, karın zamanla sıkışması sonucunda 0,3 - 0,6 ya çıkabilmektedir.

13. Su eşdeğerini ölçmek için karla kaplı örtüye küçük bir silindir sokularak alınır ve bu miktar kar eritilir, meydana gelen su sütununun yüksekliği dereceli bir kaptan okunur. Bölgenin kar örtüsünü temsil edebilecek en az 10 farklı noktada ölçüm yapıması gerekmektedir.

14. 15 günde veya ayda bir ölçümler tekrarlanmalıdır. Karla örtülü bölgelerde 300 m lik kot aralıklarıyla ölçüm yapılması uygun olur. Su eşdeğeri karın altında kalan zemine yerleştirilmiş kobalt 60 gibi radyoizotoplarla da ölçülebilir. Radyasyonun kar örtüsünden geçerken zayıflaması karın su eşdeğeri ile bağıntılıdır. Kar örtüsünün sınırlarının belirlenmesinde hava fotoğraflarından ve uydu verilerinden yararlanılmaktadır.

15. Kar erimesinden meydana gelen akış Bir kış mevsimi boyunca yağan karların erimesiyle meydana gelecek toplam hacmi bilmek, özellikle sel-taşkın hesabı ve kanal erozyonun tahmini gibi durumlar karşısında havza planlayıcıları açısından önem kazanmaktadır.

16. Toplam akış hacminin hesabı için, • Karla örtülü alan, • Karın su eşdeğeri, • Yağmur şeklinde düşen yağışın miktarı, • Sızma ve buharlaşma kayıpları bilinmelidir.

17. O halde,

18. Karın eriyerek su haline geçmesi için belli bir ısının verilmesi gerekir. Erime ısısı 1 gr buz için 80 kaloriye eşittir. Karın sıcaklığına ve içeriğine göre bu değer65 ile 90 kalori arasında değişebilir. Bu ısı çeşitli kaynaklardan doğabilir, 1. Güneş ışınları 2. Karın üzerindeki havanın ısısı 3.Havadaki nemin kar yüzeyinde yoğunlaşması 4.Yağmurlar 5. Zeminden iletilen ısı

19. Karın erime miktarını enerji dengesi metodları ile hesaplamak zordur. Bu nedenle basit metodlar geliştirilmiştir. Yağmurlu ve güneşli günlerde olmak üzere iki farklı metod geliştirilmiştir.

20. Yağmurlu günlerde, M= Bir günde kar erimesiyle meydana gelen su yüksekliği (mm), W = Rüzgar hızı (km/sa) P = Günlük yağış yüksekliği (mm) T = Günün ortalama sıcaklık derecesi, k = Sık ormanlık bölgelerde 0,3, açık bölgelerde 1,0 a kadar değişir.

21. Bölgede orman örtüsü yüzdesinin %60-80 den büyük olması halinde aşağıdaki denklem kullanılmaktadır.

22. Güneşli günlerde F = Bölgede ormanla kaplı alan yüzdesi, Hi = Güneşten gelenradyasyon (kal/cm2-gün), W = Rüzgar hızı (km/sa) P = Günlük yağış yüksekliği (mm) T = Günün ortalama sıcaklık derecesi, k = Sık ormanlık bölgelerde 0,3, açık

23. Orta ve kuzey enlem bölgelerinde bulunan yerlerdeki su kaynakları, yağıştan çok kar erimesine bağlıdır. Bu bölgelerdeki su yapılarının işletiminde kar erimesinin tahmin edilmesi önemli rol oynamaktadır.

24. Şekil. Türkiye’nin kar potansiyeli (1 Nisan 2003 tarihli NOAA görüntüsü) Türkiye’nin Doğu Anadolu Bölgesindeki kar potansiyeli, Şekil 1’de verilmiş olan NOAA uydu görüntüsünde küresel ölçekte sergilenmektedir.

25. Türkiye’de aşırı kar yağışlarının nedenleri (Sipahioğlu, 2002): Balkanlardan ve Karadeniz üzerinden İzlanda alçak basınç sistemiyle gelen soğuk ve nemli hava kütleleri, İzlanda alçak basıncının Akdeniz alçak basıncı ile oluşturduğu cephe sistemleriyle Akdeniz üzerinden gelen mevsimine göre nispeten ılık ve nemli hava kütleleri, Balkanlardan gelen soğuk ve nemli hava kütlesi ile Akdeniz oluşumlu ılık ve nemli hava kütlelerinin karşılaşmasıdır

26. Karla kaplı alanların belirlenmesinde ülkemizde ve dünyada MODIS uydu verileri kullanılmaktadır. MODIS görüntülerinden kar örtüsünün belirlemesi “NormalizedDifferenceSnowIndex (NDSI)”e göre yapılmaktadır.

27. Modis uydusu verileri sonuçları (Pekkan, 2009)

28. Alansal dağılımlar (Pekkan, 2009)

29. DİĞER ÜLKELERDE KAR ÖLÇÜMLERİ

30. Kayıtlara geçmiş en büyük kar tanesi, Amerika’nın Montana eyaletine düşen 38 cm'lik kar tanesidir…

31. Rainer dağı Baker dağı Kuzey Amerikanın en karlı bölgesi Washington’ın batısındaki Rainier ve Baker dağlarıdır. Burada 1998-1999 yılı kış sezonunda toplam 30,61 m. Kar yağışı gerçekleşmiştir. Bu bölgede en derin kar noktası ise 9,17 m. olarak ölçülmüştür.

32. Kuzey Amerika kar yüksekliği rekoru olarak Sierra’daBearValley Kayak merkezine yakın bir noktada ölçülmüş ve 11,27 m. olarak kayıtlara geçmiştir.

33. Amerika’da Michigan’ın kuzeyine her yıl ortalama 4,5 m.(200 inç) Kar düşmektedir. Amerika rekoru ise yanda görülen kar termometresinin bulunduğu Keewenau adasında 78-79 kışında ölçülmüştür ve buraya kesintisiz bir kar yağışında 9,9 m. lik (390 inç - 32 feet) kar örtü yüksekliği meydana gelmiştir.

34. 2009 kışında Michigan’a yağan kar yağışı sonucu ulaşım ve haberleşme kesilmiştir.

35. Japonyada ise, Ibuki dağına 14.02.1927 tarihinde 11,63 m. kar kütlesi yüksekliği ölçülmüştür. Muazzam kar kütlesi yüksekliği her yıl bu bölgeden geçen otoyoldaki turistlerin uğrak mekanı haline gelmiştir.

36. Bessans in the French Alp region of Savoie Avrupa’da ise rekor İsviçre’de bulunmaktadır. 1999 yılı Nisan ayında kar kütlesi yüksekliği 8,12 m. olarak ölçülmüştür. Kesintisiz bir yağış sonucu oluşan maximum örtü yüksekliğinde Dünya rekoru ise Fransa’ya aittir. 5-6 Nisan 1959 yılında Savoie Alp bölgesinde 19 saat süren kar yağışı sonucunda 16,95 m. kar örtü yüksekliği ölçülmüştür.

37. Aslında bu rekorlar içerisinde neden Antartika yok? Bu sorunun cevabı, bu kıtadaki düşük atmosferik nem olarak verilebilir. Gerçekten de kuzey kutup noktası dünya’nın en kuru bölgelerinden birisidir. Kuvvetli rüzgar bu bölgenin nem miktarını daha da düşürmektedir.

38. Teşekkür ederim…