Climate change effects on the regional seas of Türkiye focusing on projected extreme sea level and coastal flooding in the black sea
Karadeniz'de öngörülen aşırı deniz seviyesi ve kıyı taşkınlarına odaklanarak Türkiye'nin bölgesel denizleri üzerindeki iklim değişikliği etkileri
- Tez No: 966126
- Danışmanlar: PROF. DR. NECMETTİN EMRE OTAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Deniz Bilimleri, İnşaat Mühendisliği, Marine Science, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Deniz seviyesi, Denize ilişkin bilimsel araştırmalar, Rüzgar dalgaları, Su dalgaları, Su seviyesi, Sea level, Marine scientific researches, Wind waves, Water waves, Water level
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İklim değişikliğine bağlı deniz seviyesi yükselmesi, kıyı bölgelerinde su baskını ve erozyonu artırarak ekolojik, sosyal ve ekonomik sistemleri etkilemektedir. Bu çalışmanın amacı, Türkiye'nin bölgesel denizlerinde gelecekteki toplam su seviyesi (TWL), gelgit (TE) ve fırtına kabarması (SS) koşullarını analiz etmek ve 2100 yılına kadar Karadeniz için aşırı deniz seviyesi (ESL) projeksiyonları üretmektir. Özgün katkı olarak, hem spektral dalga modeli hem de dalga tırmanışı hesaplamalarında her zaman adımında kıyı çizgisi ve eğimin güncellendiği dinamik kıyı çizgisi tabanlı modelleme yaklaşımı sunan bu çalışma, Karadeniz için yapılan ilk dinamik kıyı çizgisi tabanlı modeli sunmakta ve projeksiyonların mekânsal doğruluğunu artırmaktadır. Copernicus İklim Değişikliği Servisi tarafından sağlanan CMIP5 veri setine ait bölgesel iklim modeli çıktılarıyla istatistiksel analiz, spektral dalga modellemesi (2071–2100), dalga tırmanışı hesaplaması, ESL belirlemesi ve taşkın haritalaması yapılmıştır. Analizler TWL, TE ve SS bileşenlerinin eğilimlerini ortaya koymuştur. Dalga projeksiyonları, yıllık ortalama dalga özelliklerinin ERA5 ile karşılaştırılmasıyla, bölgesel rüzgar verileri kullanılarak kalibre edilen SWAN modeliyle elde edilmiştir. Dalga tırmanışı, eğim ve dalga projeksiyonlarının entegre edildiği ampirik formüllerle hesaplanmış, ardından ESL değerleri kıyıdan iç kesimlere yayılmıştır. Ekstrem TWL'nin 2100 yılına kadar Azak Denizi'nin Ukrayna kıyılarında 920 mm'ye, Karadeniz'in Romanya kıyılarında ise 440 mm'ye kadar yükselmesi beklenmektedir. Güneybatı Azak Denizi'nde SS artışı 590 mm'ye ulaşmakta, kuzey kıyılarda ise 480 mm'ye varan azalma öngörülmektedir. aşırı dalga yüksekliği batı ve orta Karadeniz'de %20'ye kadar artmakta, maksimumlar 4.0 m'ye ulaşmaktadır. Aşırı koşullarda dalga tırmanışı Zonguldak-Sinop arasında 4–6 m'ye, güneydoğu Kırım kıyılarında ise 5 m'nin üzerine çıkmaktadır. ESL tabanlı haritalar, ortalama koşullarda TWL'ye göre yaklaşık 640 km² ek taşkın alanı göstermekte, özellikle Romanya ve Ukrayna'daki alçak kotlu deltaları etkilemektedir.
Özet (Çeviri)
Sea-level rise driven by climate change significantly threatens coastal regions by increasing flooding and erosion, impacting ecological, social, and economic systems. The main objective of this study is to analyze future total water levels (TWL), tidal elevations (TE), and storm surge (SS) in the regional seas of Türkiye, and project extreme sea levels (ESL) in the Black Sea under climate scenarios until 2100. This study presents the first dynamic shoreline-based modeling for the Black Sea, enhancing the spatial accuracy of flood projections. A novel contribution is the dynamic shoreline-based modeling approach, updating shoreline positions and slopes at each simulation step for both spectral wave modeling and wave runup computations. Using regional climate model (RCM) outputs from CMIP5 datasets provided by the Copernicus Climate Change Service (C3S), the methodology involved statistical analysis, spectral wave modeling (2071–2100), wave runup computations, ESL estimation, and flood mapping. Statistical analysis quantified trends and extremes in TWL, TE, and SS. Wave projections were generated using the SWAN model calibrated with regional wind data by comparing annual mean wave characteristics against ERA5 datasets. Wave runup was calculated with empirical formulas, integrating spatial slopes and wave projections for ESL determination. ESL values were propagated inland to delineate flood extents along the Black Sea coast. The results showed that extreme TWL is projected to rise up to 920 mm along the Ukrainian Sea of Azov and 440 mm along the Romanian Black Sea coast by 2100. The southwestern Azov Sea shows the highest SS rise (590 mm), while the north may see reductions up to 480 mm. The 99th percentile significant wave height is expected to rise up to 20%. Under extreme conditions, wave runup reaches 4–6 m between Zonguldak and Sinop, and exceeds 5 m near southeastern Crimea. ESL-based flood mapping shows a 640 km² increase in inundation compared to TWL-based extents under average conditions, mainly over low-lying deltas in Romania and Ukraine.
Benzer Tezler
- Investigation of maritime sector contribution to environmental pollution in the surrounding seas of türkiye with satellite retrievals
Türkiye'yi çevreleyen denizlerde denizcilik sektörünün çevre kirliliğine katkısının uydu verileriyle araştırılması
MUHİTTİN GÜNEŞ ONAY
Doktora
İngilizce
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURÇAK KAYNAK TEZEL
- Türkiye'de kurulu güç dağılımı dengelemesiyle rüzgardan enerji üretiminin üniformlaştırılması
Uniformizing energy production from wind through installed capacity balancing in Turkey
CANSU ŞİMAL BAĞLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURAK BARUTÇU
- Türkiye'de iklim değişikliğinin tarımsal ürün verimliliğine etkilerinin bölgesel olarak değerlendirilmesi
Regional assessment of climate change effects on agricultural crop productivity in Turkey
FATMA SELÇUK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİYE AHU AKGÜN
- A comprehensive assessment on various impacts of climate change in Western Black Sea and Euphrates-Tigris basins, Turkey
Türkiye'nin Batı Karadeniz ve Dicle-Fırat havzalarında iklim değişikliğinin muhtelif tesirlerinin geniş kapsamlı değerlendirilmesi
MUSTAFA NURI BALOV
Doktora
İngilizce
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜSSELAM ALTUNKAYNAK
- Kısıtlılık kavramı üzerinden mimarlığa bakış: Bodrum Yarımadası konut mimarisinde kısıtlı farklılaşma
A critical review of architecture on the concept of constraints: Constrained differentiation of residential architecture in Bodrum Peninsula
ERENUS ATİLLA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAZİLET YURDANUR DÜLGEROĞLU