Manavgat Orman Yangınlarında Hava Kirliliği ve Duman Taşınımı: WRF-Chem Analizi

2025 yılında Environmental Monitoring and Assessment dergisinde yayımlanan "Understanding air pollution dynamics of Antalya Manavgat forest fires: a WRF-Chem analysis" başlıklı çalışmada, 2021 yılında Antalya Manavgat’ta meydana gelen büyük orman yangınlarının atmosfer ve hava kalitesi üzerindeki etkileri WRF-Chem modeli, uydu ürünleri, yer gözlemleri ve üç boyutlu atmosferik analizler kullanılarak incelenmiştir.

Çalışma Yiğitalp Kara, Veli Yavuz ve Hüseyin Toros tarafından gerçekleştirilmiştir.

Araştırmanın Amacı

Çalışmada 28 Temmuz–6 Ağustos 2021 dönemindeki Manavgat orman yangınları sırasında;

• yangını etkileyen sinoptik ve mikroölçekli meteorolojik koşullar,
• yangın kaynaklı aerosol ve partikül madde dağılımı,
• dumanın atmosfer içerisindeki dikey gelişimi,
• partiküllerin bölgesel atmosferik taşınımı,
• model tahminlerinin uydu ve yer gözlemleriyle uyumu

birlikte değerlendirilmiştir. Araştırmanın önemli özelliklerinden biri, yangının yalnızca hava kirliliği sonucu olarak değil, meteoroloji ile yangın arasındaki karşılıklı etkileşim çerçevesinde ele alınmasıdır.

Nasıl Çalıştık?

Araştırmanın temel modelleme altyapısını WRF-Chem v4.4.2 oluşturmuştur. Yangın emisyonlarının temsil edilmesinde ise Fire INventory from NCAR – FINN v2.5 verileri kullanılmıştır. Analiz dönemi 28 Temmuz – 6 Ağustos 2021 olarak belirlenmiştir.

Model sonuçlarının değerlendirilmesinde farklı gözlem ve uydu kaynaklarından yararlanılmıştır.

Uydu Verileri

Çalışmada özellikle MODIS MAIAC ve Sentinel-5P NRTI Aerosol Index ürünleri kullanılmıştır. Bu ürünler yeniden örnekleme ve interpolasyon işlemleri sonrasında model çıktılarının değerlendirilmesine dahil edilmiştir.

Yer Gözlemleri

Manavgat’taki hava kalitesi ve meteoroloji istasyonu verileri kullanılarak özellikle PM10 ve meteorolojik değişkenler ile model sonuçları karşılaştırılmıştır.

Üç Boyutlu Atmosfer Analizi

Yangın dumanının yalnızca yüzeydeki dağılımını değil, atmosferin dikey yapısı içerisindeki hareketini anlamak için üç boyutlu trajectory modelleme, dikey kesit analizleri ve yüzey haritaları kullanılmıştır.

WRF-Chem Modelinin Performansı

Araştırmada model ile gözlemler arasında özellikle aerosol ve partikül kirliliği açısından güçlü ilişkiler elde edilmiştir.

Özellikle AOD: 0,93 değeri, modelin yangın sırasında atmosferdeki aerosol yükünün zamansal değişimini temsil etme performansı açısından dikkat çekici bir sonuçtur. Yer seviyesindeki PM10 için 0,82 korelasyon elde edilmesi de partikül madde kirliliğinin modellenmesinde güçlü bir uyuma işaret etmektedir.

Föhn Etkisinin Yangının Başlangıç Koşullarındaki Rolü

Araştırmada Manavgat yangınının ilk dönemindeki meteorolojik koşullar ayrıca incelenmiştir. Özellikle Föhn etkisinin, başlangıçtaki yangın koşullarının şiddetlenmesindeki rolü, üç boyutlu trajectory modelleme ve yüzey meteoroloji haritaları üzerinden değerlendirilmiştir.

Bu bulgu orman yangını riskinin yalnızca "sıcaklık yüksek mi?" veya "rüzgâr kuvvetli mi?" sorularıyla değerlendirilemeyeceğini gösteren güzel bir örnektir. Topoğrafya ile atmosferik akışın etkileşimi, yerel meteorolojik koşulları önemli ölçüde değiştirebilir.

Yangın Dumanı 6 Kilometre Yüksekliğe Ulaştı

Çalışmanın en dikkat çekici sonuçlarından biri yangın dumanının dikey gelişimi ile ilgilidir. Araştırmada tespit edilen bir alçak basınç sistemi, yangın plume’unun atmosfer içerisinde dikey olarak genişlemesinde önemli bir faktör olarak belirlenmiştir.

Model analizlerine göre yangın plume’u deniz seviyesinden yaklaşık 6 km yüksekliğe kadar ulaşabilmiştir. Bu sonuç, yangın emisyonlarının yalnızca yüzeye yakın hava kalitesini etkilemediğini; uygun atmosferik koşullarda troposferin daha yüksek seviyelerine taşınabildiğini göstermektedir.

Yer Seviyesi PM ile AOD Neden Her Zaman Aynı Şeyi Göstermiyor?

Bu çalışmanın bilimsel olarak ilginç noktalarından biri de burada. AOD, atmosfer sütunu içerisindeki aerosol yüküne ilişkin bilgi verirken; PM10, yüzeye yakın atmosferde ölçülen partikül konsantrasyonunu temsil eder.

Dolayısıyla atmosferik dumanın önemli bir kısmı yüzeyden daha yüksek seviyelere taşındığında yüksek aerosol yükü ile yüksek yüzey PM10 her zaman aynı anda görülmeyebilir. Araştırmada gözlenen AOD–PM farklılıklarının açıklanmasında 3B plume modellemesi ve dikey kesit analizleri kullanılmıştır. Bu da hava kalitesinin yalnızca iki boyutlu yüzey haritalarıyla değerlendirilmemesi gerektiğini gösteren önemli bir sonuçtur.

Yangın Söndükten Sonra Etki Bitmeyebilir

Çalışmada kullanılan 6–7 Ağustos 2021 uydu görüntüleri, Doğu Antalya üzerinde aerosol seviyelerinin devam ettiğini göstermiştir. Bu aerosollerin kaynağında yalnızca Manavgat yangını değil;

• Manavgat yangınından kalan aerosol yükü,
• Muğla’daki yangınlar,
• Yunanistan’daki yangınlar

gibi farklı kaynakların da etkisi değerlendirilmiştir. Antalya Körfezi üzerindeki siklonik atmosferik hareketlerin, duman ve partiküllerin farklı yangın bölgelerinden taşınmasında rol oynadığı ortaya konmuştur.

Bu bize önemli bir meteorolojik gerçeği gösteriyor: Hava kirliliğinin kaynağı her zaman ölçüm yapılan noktanın yakınında olmak zorunda değildir. Atmosferik taşınım nedeniyle yüzlerce kilometre uzaktaki emisyon kaynakları da bölgesel hava kalitesini etkileyebilir.

Araştırmadan Öne Çıkanlar

Neden Önemli?

Orman yangını ve hava kirliliği ilişkisi basit bir "Yangın → Duman → Hava kirliliği" zincirinden çok daha karmaşıktır. Gerçekte süreç:

şeklinde işler. Bu nedenle yangın kaynaklı hava kirliliğinin değerlendirilmesinde meteoroloji, atmosfer kimyası, uydu gözlemleri ve üç boyutlu modelleme birlikte ele alınmalıdır.

Araştırmadan Uygulamaya