İstanbul’da Şehir Isı Adası ve Kentsel Gelişim Senaryolarına Bağlı Değişimi

Yıl 2022, Cilt: 23 Sayı: 1, 55 - 68, 31.05.2022

Deniz Hazel Diren Üstün , Ebru Kaplan , Yurdanur Ünal

Öz

Kentleşme ve küresel iklim değişimi çevre, toplum ve ekonomi üzerindeki en önemli insan etkilerindendir. Şehir ısı adasının (ŞIA) şiddeti, sıcak hava dalgalarının ve yağışların şiddetinin ve sıklığının artmasına neden olmaktadır. Bu çalışmada İstanbul’un şehir ısı adası dağılımı şehir iklim modeli MUKLIMO_3 ile analiz edilmiştir. İlk olarak, şehirleşme sonucunda arazi kullanımındaki değişimlerin ve buna bağlı olarak kırsal ve şehir arasındaki atmosfer dolaşımındaki değişimin ŞIA şiddetine etkisi incelenmiştir. İstanbul’da ŞIA etkisinin en şiddetli olduğu mevsim yaz mevsimidir. Bu nedenle ŞIA dağılımının analizleri için şehir iklim modeli yaz mevsimi ortalama meteorolojik değişkenleri ile çalıştırılmıştır. İstanbul’da şehirleşmenin hiç olmadığı ve şehir alanlarının ormanlık alanlar ile kaplı olduğu varsayımsal durumdaki sıcaklık değişimleri incelenmiştir. Her ne kadar günümüz koşullarındaki gözlemsel ve modelleme çalışmaları İstanbul’daki ŞIA şiddetinin 3 ºC civarında olduğunu gösterse de model simülasyonları şehirleşme ile değiştirilen kırsal ve şehir arasındaki atmosfer dolaşımının da etkisiyle 6 ºC ye kadar sıcaklık farkı olabileceğini göstermiştir. Ayrıca, İstanbul için yatay ve düşey iki farklı gelişim senaryosuna göre ŞIA şiddetindeki değişimler incelenmiştir. Yatay gelişim senaryosu boş arazilerin yapılaşmasını baz almaktadır ve sıcaklık artışlarının yalnızca yapılaşmanın olduğu alanlar ile sınırlı kalmayıp civarında da artacağını ve bu artışların 3 ºC’ye ulaşabileceğini göstermektedir. Buna karşın alçak ve orta yüksekliğe sahip binaların 2 kat artması ile tasarlanan düşey gelişme senaryosu sıcaklıklardaki artışları 1 ºC civarında tahmin etmektedir.

Anahtar Kelimeler

Şehir ısı adası, İstanbul, şehir iklim modeli, şehir gelişim senaryoları

Proje Numarası

Avrupa Birliği ERAfrica LOCLIM3 / TUBITAK 1001 114Y047

Teşekkür

Meteorolojik veriler için Meteoroloji Genel Müdürlüğü’ne teşekkür ederiz.

Kaynakça

• Arnfield, A. J. (2003), Two decades of urban climate research: a review of turbulence, exchanges of energy and water, and the urban heat island. Int J Climatol, 23, 1-26.
• Barriopedro, D., Fischer, E. M., Luterbacher, J., Trigo, R. M. and Garcia-Herrera, R. (2011), The hot summer of 2010: Redrawing the temperature record map of Europe, Science, 332, 220- 224.
• Bokwa, A., Dobrovolny, P., Gal, T., Geletic, J., Gulyas, A., Hajto, M.J., Hollosi, B., Kielar, R., Lehnert, M., Skarbit, N., Stastny, P., Svec, M., Unger, J., Vysoudil, M., Walawender, J.P., Zuvela-Aloise, M. and Burian, L. (2015), Urban climate in Central European cities and global climate change, International Visegrad Fund, Standard Grant No. 21410222. 10.2014–.2015. Final Report. pp. 49.
• Christen, A., and Vogt, R. (2004), Energy and radiation balance of a central European city. International Journal of Climatology , 24: 1395-1421.
• Eljadid, A. G. (1994), Urban heat island effect in Istanbul City. Istanbul Technical University, Institute of Science and Technology, MSc Thesis, Istanbul.
• Ezber, Y., Sen, O.L., Kındap, T. and Karaca, M. (2007), Climatic effects of urbanization in Istanbul: a statistical and modeling analysis”, Int. J. Climatol, 27, 667–679
• Fischer, E. M., Oleson, K. W. and Lawrence, D. M. (2012), Contrasting urban and rural heat stress responses to climate change, Geophys. Res. Lett. 39: 3, L03705.
• Foley, J.A., DeFries, R., Asner, G.P., Barford, C., Bonan, G., Carpenter, S.R., Stuart Chapin, F., Coe, M.T., Daily, G.C., Gibbs, H.K., Helkowski, J.H., Holloway, T., Howard, E.A., Kucharik, C.J., Monfreda, C., Patz, J.A., Colin Prentice, I., Ramankutty, N. and Snyder, P.K. (2005), Global consequences of land use. Science, 309, 570e574.
• Grimmond, C. S. (1992), The Suburban Energy Balance: Methodological Considerations and Results for a Mid-latitude West Coast City Under Winter and Spring Condition. International Journal of Climatology, 12: 481-497.
• Han, J. Y., and Baik, J. J. (2008), A theoretical and numerical study of urban heat island induced circulation and convection. Journal Of The Atmospherıc Scıences, 65, 1869-1877.
• Karaca, M., Tayanc, M. and Toros, H. (1995), Effects of urbanization on climate of Istanbul and Ankara. Atmos. Environ, 29, 3411-3421.
• Karaca, M., Unal, Y. S., Kındap, T. and Dalfes N. (2003), Küresel iklim değişimi ve GAP bölgelerine yansımaları, DPT Projesi.
• Kaya, S., Basar, U.G., Karaca, M. And Seker, D. Z. (2012), Assessment of urban heat island using remotely sensed data. Ekoloji, 21, 84: 107-113.
• Kleerekoper, L., van Esch, M., Salcedo T. B. 2012. “How to make a city climate-proof, addressing the urban heat island effect”, Resources, Conservation and Recycling, 64, 30-38.
• Kim, Y. and Baik, J. (2005), Spantial and Temporal Structure of the Urban Heat Island Seoul. Journal of Applied Meteorology
• Lee, T.W., Choi, H.S. and Lee, J. (2014), Generalized scaling of urban heat island effect and its applications for energy consumption and renewable energy. Advanced Meteorology, 1e5.
• Memon, R. A., Leung, D., and Chunho, L. (2007), A review on the generation, determination and mitigation ofUrban Heat Island.
• Oke, T. R. (1982), The energetic basis of the urban heat island. Q J R Meteorol Soc, 108, 1-24.
• Oke, T. R. (1987), Boundary layer climates (Cilt 5). Psychology Press.
• Oke, T.R., Johnson, G.T., Steyn, D.G., & Watson I.D. (1991). Simulation of surface urban heat islands under ‘ideal’ conditions at night part 2: Diagnosis of causation, Boundary-Layer Meteorology, Volume 56, Issue 4, 339-358.
• Oke, T. R. (1995), The heat island of the urban boundary layer: Characteristics, causes and effects. Wind Climate in Cities. Editörler: Cermak, J. E., Davenport, A. G., Plate E. J., Viegas D.X. Kluwier Academic Publishers.
• Oke, T. R. (1998), The Urban Energy Balance. Progress in Physical Geography. 12: 471-508.
• Ozdemir, H., Unal, A., Kindap, T.,Turuncoglu, U., Durmusoglu, Z.O., Khan, M., Tayanc, M. and Karaca, M. (2012), Quantification of the urban heat island under a changing climate over Anatolian Peninsula, Theor. Appl. Climatol, 108, 31–38.
• Robaa, S. (2003), Thermal Human Comfort in Egypt, International Journal of Meteorology, 283, 359-371.
• Robine, J. M., Cheung, S. L . K., LeRoy, S., Van Oyen, H., Griffiths, C., Michel, J.,P. and Herrmann, F.,R, (2008), Death toll exceeded 70,000 in Europe during the summer of 2003. C. R. Biol, 331,171-178.
• Sailor, D. J., and Lu, L. (2004), A top-down meteorology for developing diurnal and seasonal anthropogeniz heating profiles for urban areas . 38: 2737-2748.
• Schär, C., Vidale, P., Lüthi, D., Frei, C., Harberli, C., Liniger, M., and Appenzeller, C. (2004), The role of increasing temperature variability in European summer heatwaves.
• Siebert, J., Sievers, U., Zdunkowski W. (1992), A one-dimensional simulation of the interaction between land surface processes and the atmosphere, Boundary Layer Meteorology, 59, 1-34.
• Sievers, U., Mayer, I. And Zdunkowsli W. (1987), Numerische Simulation des urbanen Klimas mit.
• Sievers, U. (1995), Verallgemeinerung der Stromfunktionsmethode auf drei Dimensionen, Meteorol Zeitschrift, 4, 3-15.
• Sievers, U., Früh B. (2012), A practical approach to compute short-wave irradiance interacting with subgrid-scale buildings, Met. Zeit., 21, 349-364.
• Stewart, I. D. (2011), A systematic and scientific critique of methodology in modern urban heat island literatue, Int. J. Climatol, 31, 200- 217.
• Tayanç, M. and Toros, H. (1997), Urbanization effects on regional climate change in the case of four large cities of Turkey, Climatic Change, 35, 501-524.
• Unal, Y., İncecik, S, Topçu, S., Menteş, S., Güney, C., Doğru, A. O., Yürük, C., Diren, D., Bilgen, S. and Temizöz, P., (2018), Farklı nüfüs, şehir yapısı, arazi kullanımı sınıflaması ve iklim karakteristiklerine sahip 3 şehrin (Kahire, Nairobi ve İstanbul) lokal iklim değişimi ve bu şehirlerdeki lokal iklim değişimine karşı farklı adaptasyon stratejilerinin karşılaştırılması, TÜBİTAK 114Y047 project final report.
• Unal, Y., Sonuc, C.Y., Incecik, S., Topcu, S., Üstün, D.D. and Temizöz, P. (2020), Investigating urban heat island intensity in İstanbul, Theo. and Appl. Climatology, (2020) 139:175–190.
• UNWUP. (2018), United Nations World Urbanizaton Prospect 2018.
• Vardoulakis, E., Karamanis, D., Fotiadi, A., and Mihalakakou, G. (2013), The urban heat island effect in a small Mediterranean city of high summer temperatures and cooling energy demands. Solar Energy, 94, 128-144.
• Velazquez-Lozada, A., J E, G., and Winter, A. (2006), Urban Heat Island effect analysis for San Juan, Puerto Ric. Atmospheric Environmet. 40: 1731-1741.
• Wang, X., Wang, Z., Qi, Y., and Guo H. (2009), Effect of urbanization on the winter precipitation distribution in Beijing area, Sci China Ser D-Earth Sci, Volume 52, No 2, 250-256.
• Zhou, W., Xiaoma, Y.Q., Weifeng, L. and Han L.L. (2014), Relationships between land cover and the surface urban heat island: seasonal variability and effects of spatial and thematic resolution of land cover data on predicting land surface temperatures, Landscape Ecology, 29, 153–167.