Gerçek Zamanlı Hava Kalitesi İzleme
ODTÜ-DBE Atmosfer Kulesi ve Gerçek Zamanlı Hava kalitesi izleme istasyonu
ODTÜ Deniz Bilimleri Enstitüsü (ODTU-DBE), Doğu Akdeniz'in kuzey doğu kıyısında bulunan Mersin şehrinin 45 km doğusunda yeralan Erdemli ilçesi sınırları içeresindedir (Şekil 1). Örnekleme istasyonu atmosfer kulesi (36˚ 33ʹ 54ʺK ve 34˚ 15ʹ 18ʺ G) ODTU-DBE yerleşkesinde konuşlandırılmıştır (Şekil 2). Atmosfer kulesi (deniz seviyesinden yükseklik: 22 m; kıyıya uzaklık: 10 m) güçlü kirletici kaynaklardan yaklaşık 50 km uzak bulunmakta ve yakın çevresinde limon ağaçları ve tarım amaçlı seralar bulunmaktadır. İstasyonun 45 km doğusunda yaklaşık 800,000 nüfuslu Mersin şehri, soda, krom gübre fabrikaları bulunmaktadır. Beklendiği üzere örnekleme istasyonu Akdeniz tipi iklim özelliklerine tâbidir. Akdeniz iklimi yumuşak kışları ve yağışsız kurak yazlarıyla betimlenmekteyken mevsimler değişik uzunluklar sergiler. Görece uzun olan ilkbahar (Mart-Nisan-Mayıs) kararsız havaları ve Kuzey Afrika siklonlarıyla nitelenir. Sonbahar kısa olup (Ekim) yine karasızlığıyla bilinmektedir.
 |
 |
| Şekil 1. Erdemli ve ODTÜ-DBE Yerleşkesine konuşlandırılmış atmosfer istasyonunun coğrafi konumu. | Şekil 2. ODTÜ-DBE'de konuşlandırılmış atmosfer kulesi |
Erdemli istasyondan aerosol filtre, yağmur suyu ve kuru çökelme örnekleri toplanmaktadır. İlk örneklemeler 1991 yılında başlatılmıştır (Kubilay ve diğ. 1995). Bahsi geçen örneklemeler zaman zaman kesintiye uğramasına karşın halen devam etmektedir. Örneklerde iz metaller (Al, Fe, Mn, Ca, Zn, Cu, Cd, Pb, Ni, V v.b.), suda-çözünebilir iyonlar (Cl-, SO42-, Na+, K+, Mg2+, Ca2+) ve temel besin tuzları (NO3-, PO43-, NH4+, Si), toplam azot, ve organik azot türleri (amino-asitler ve üre) ölçülmektedir.
Devlet Planlama Teşkilatı'nın (DPT) 2012 yılında verdiği altyapı desteği sayesinde ODTÜ-DBE'de Deniz Ekosistem ve İklim Araştırmaları Merkezi (DEKOSİM, BAP-08-11-DPT.2012K120880) kurulması çalışmaları devam etmektedir. Yine bu altyapı projesi çerçevesinde yerleşkemizde hava kalitesi izleme istasyonu 2018'de ve gerçek zamanlı anyon-katyon ve öncü gazları ölçebilmek amacıyla Gerçek Zamanlı Suda-Çözünebilir Parçacık ve Öncü Gazları (AIM-IC) cihazı laboratuvara kurulmuştur. Hava kalitesi izleme istasyonunda CO, NOx, O3 ve Kara Karbon (Black Karbon) gerçek zamanlı izlenmektedir. Laboratuvara konuşlandırılmış AIM-IC cihazı ile Suda-çözünebilir (Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-, SO42-, NO3-) ve öncü gazlar (NH3, HCl, HNO3, HNO2, SO2) ölçülebilmektedir. Bunun yanı sıra temel meteorolojik parametreler (rüzgâr yön ve şiddeti, hava sıcaklığı, nem, atmosferik basınç, küresel ışıma) yine eşzamanlı bu istasyonda ölçülmektedir.
Bilim ve Teknoloji tehditler
Türkiye’nin 2023 Stratejik Vizyonu, Bilim ve teknoloji alanında i) İklim değişikliği ve ii) Su sorunu 21. Yüzyıl’ın küresel tehditleri arasında sıralarken bu alanları bilim ve teknolojinin önceliklerine koymaktadır. İklim biliminin geliştirilmesi ve sonuçların hafifletilmesine yönelik toplumsal girişimlerin belirlenip yönetilmesi ve mevcut su kaynaklarının geliştirilip korunması su döngüsünün iklim değişikliğine ve atmosferik parçacıklara bağlı olarak anlaşılmasına dayanmaktadır.
Enstitü Müdürlüğü’nün desteğiyle Deniz Ekosistem ve İklim Araştırmaları Merkezi ‘Doğu Akdeniz’deki Yanma Menşeli Aerosoller: Kökeni, İklim ve Denizsel Üretime Olası Etkileri’ adlı çalışmayı başlatmıştır.
Amaç
1972 ile 2007 yılları arasında Türkiye’de hava sıcaklıkları ortalama 1.6 °C, Akdeniz yüzey suyu sıcaklıkları ise ortalama 0.9 °C artmış, bununla birlikte, ülkemizde orman yangınları sayısı 500’lerden 3000’lere vararak 6 katlık bir artış göstermiştir (Şekil 1). Akdeniz Havzası’nın dünya üzerinde iklim değişimine en hassas bölgelerden biri olduğu ortaya konulmuş (Giorgi, 2006). Özellikle Doğu Akdeniz bir yandan insan kaynaklı, diğer yandan ise mineral toz kökenli parçacıkların etkisinde kalmakta ve bununla beraber son 15 yılda, atmosferik makro besin tuzlarından nitratın ve amonyumun akılarında % 50’ye varan azalış gözlemlenmiştir (Nehir ve Koçak, 2018). Kışın evsel ısınmanın, yazınsa yangınların, hem parçacık oluşumunda hem de amonyak gibi besin tuzu derişimlerinde önemi vurgulanmıştır (Tutsak ve Koçak, 2019b). Veriler, hem aerosol kimyası, hem de besin tuzları kompozisyonun son 15 yılda büyük değişim gösterdiği hakkında bilimsel kanıtlar sunmaktadır. Bununla birlikte hem insan kökenli yakma hem de bitki örtüsü yanmasıdan kaynaklanan parçacıkların, menşei, kimyasal kompozisyondaki önemi, ayrıca bunların makro ve mikro besin tuzları biyo-kullanılabilirliğini ve dolayısıyla fitoplankton ve bakteriyel üretimi ne şekilde etkileyebileceği çözümlemeye muhtaç gözükmektedir. Bu farklılaşmanın atmosfer kimyasına, iklimsel ışınım zorlamasına ve denizsel üretime olası etkilerinin ortaya konması önem arz etmektedir.
Şekil 1. 1972 ile 2007 yılları arsındaki ortalama Türkiye ve Akdeniz yüzey suyu sıcaklıkları ile orman yangın sayıları (https://cevreselgostergeler.csb.gov.tr ve The Global Wildland Fire Network/UNISDR, Ülke raporundan türetilmiştir).
Yukarıda belirtildiği gibi iç içe geçmiş bilimsel bir mevzu, atmosfer kimyasıdan deniz biyolojisine kadar bilimcilerin bütüncül çalışmalarını ve teknolojik cihazların uygulamalarını dayatmaktadır. Çalışma, atmosfer kimyasını/süreçlerini, iklime ve denizsel birincil ve bakteriyel üretime etkileri gibi görece karmaşık bir konuda bilimsel malumatı artırmak için birden çok bilimcinin beraber çalışması hedeflenmiştir. Bu hedefle, proje şu sorulara yanıt bulmayı amaçlamaktadır:
a) Yanma kaynaklı aerosollerin menşei ve kaynak bölgeleri nedir? Kimyasal kompozisyonda yeri önemli midir? Önemliyse ne kadar önemlidir?
b) Yanma kaynaklı atmosferik parçacıkların içerisinde bulunan biyo-kullanılabilir mikro ve makro besin tuzları hangi seviyelerdedir? Mineral toz ve diğer insan menşeli aerosollerin sağladığı biyo-kullanılabilir mikro ve makro besin tuzlarından farklılaşmakta mıdır? Farklılaşıyorsa ayırıcı özellikler nelerdir?
c) Yanmalar hem atmosferik parçacıkları hem de öncü gazlarını nasıl etkilemektedir?
d) Yanma kökenli aersoller diğer parçacıklarla nasıl etkileşmektedir? Optik ve higroskopik özellikleri uzun erimli taşınım esnasında değişmekte midir? Bunlara bağlı olarak iklim üzerine hangi seviyelerde ışınım zorlaması yapmaktadırlar?
e) Yanma menşeli parçacıklar Doğu Akdeniz’de yüzey sularında gözlenen birincil üretimi nasıl etkilemektedir?
