Post on 12-Aug-2020
Aralık 2015 Etna Patlamasının
Volkanik Kül Takibi
Gökhan Keskin
Meteoroloji Genel Müdürlüğü
Gaziantep Meydan Meteoroloji Müdürlüğü
Gaziantep
gkeskin@mgm.gov.tr
Nihal Aktaş
Türk Hava Yolları
Uçuş Eğitim Başkanlığı Yer Eğitim Müdürlüğü
İstanbul
naktas@thy.com
ÖZET
Tarih boyunca doğa ile iç içe olan insanlık, doğanın birçok parçasından olduğu gibi,
volkanlardan da etkilenerek yaşamıştır. Kimi zaman verimli topraklarıyla insanları
çevrelerinde toplarken, kimi zaman da şiddetli patlamalarıyla yıkıcı etkiler bırakmışlardır.
Teknolojinin gelişmesiyle birlikte volkanların etkilediği alanların arasına havayolu ulaşımı da
eklenmiştir: Havayolu ulaşımının patlamadan nasıl etkileneceğini ön görebilmek adına,
volkanik kül bulutlarının takibi büyük önem arz etmektedir.
Bu çalışmada, Aralık 2015’te patlayan Etna Volkanı'nın kül bulutları izlenmiştir. Bunun için
meteorolojik haritalardan, uydu verilerinden ve havacılık kodlarından faydalanılmıştır.
Volkanik kül bulutlarının izlediği yolu takip etmek için ayrıca, ilgili uydu kanallarından elde
edilen RGB görüntüler kullanılmıştır. Bu görüntüler ile meteorolojik haritaların
karşılaştırılması sonucunda, kül bulutlarının izlediği yol ile meteorolojik haritaların uyum
gösterdiği tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler — Etna, meteorolojik haritalar, uydu görüntüleri, volkan.
1. GİRİŞ
İçinde yaşadığı dünyayı merakla izleyen ve inceleyen insanoğlu, teknolojinin gelişmesiyle
birlikte bilgiye ulaşma sürecini de hızlandırmıştır. Meteoroloji de bu gelişmeden olumlu anlamda
etkilenen bilim dallarından biridir. Geçmişte insanların sadece bulunduğu ortamda ve/veya
ulaşılması kolay olan bölgelerde gerçekleşen meteorolojik olayları incelemesi mümkünken, artık
uydular sayesinde dünyanın en ücra köşesindeki olaylar bile kolaylıkla tespit edilebilmektedir.
Bu çalışmada incelenen olay ise 2015 yılının aralık ayında, İtalya’nın Sicilya eyaletinde bulunan
Etna Yanardağı’nın patlayarak oluşturduğu volkanik kül bulutunun takibidir. Etna Yanardağı,
3350 metrelik yüksekliği ve 35 km’lik taban çapı ile Avrupa’nın en büyük yanardağıdır. Sicilya
adasının doğu kıyısı boyunca uzanmakta ve 1250 km2’lik bir alanı kaplamaktadır. Oluşumu
100.000 yıl öncesine dayanmaktadır. Stratovolkan tipine bir örnek olan Etna, konik şekli ve
yüksek aktivitesinden kaynaklanan periyodik patlamaları ile sık sık gündeme gelmektedir. Kimi
zaman püskürttüğü lavlar yerleşim birimlerine kadar ulaşsa da Vezüv Yanardağı’ndaki gibi insan
hayatını yüksek tehlikeye atacak güce sahip bir patlaması henüz olmamıştır. Buna rağmen
yarattığı yoğun kül emisyonları nedeniyle solunum yolu rahatsızlıklarına, tarımsal zarara ve hava
trafiğine olumsuz etkileri bulunmaktadır. Bu çalışmada meteorolojik kartların yanı sıra, uydu
görüntüleri de incelenmiştir. Her ne kadar uydu görüntüleri, ulaşılması zor olayların takibini
kolaylaştırsa da bazı noktalarda bir miktar eksik kalmaktadır ve bu eksikler de bilim insanlarının
geliştirdiği yöntemlerle tamamlanmaktadır. Uydulardan alınan görüntüler, elektromanyetik
spektrumun farklı kanallarından alınan bilgiler sonucu oluşturulmaktadır. Her bir kanal, farklı bir
özelliğe duyarlıdır. Örneğin IR (infrared-kızılötesi) kanallar sıcaklığa duyarlı olup sıcaklık
bakımından farklı olan bölgelerin tespitini kolaylaştırırken VIS (visible-görünür ışık) kanallar
bulut kalınlığı gözlemi bakımından fayda sağlamaktadır. Ancak kimi zaman ihtiyaç duyduğumuz
bilgiler karmaşıklaşmakta ve bunun sonucunda yeni yöntemler geliştirmemiz gerekmektedir.
Örneğin atmosferde uçuşan bir toz kütlesinin ya da volkanik kül bulutunun takibini yapmak
gerektiğinde uydu kanallarının sadece birini kullanmak yeterli olmayacaktır. Bu durumda ise
RGB (Red-Green-Blue, Kırmızı-Yeşil-Mavi) olarak isimlendirilen kompozit görüntülere ihtiyaç
duyulmaktadır. RGB görüntüler isminden de anlaşılacağı üzere 3 farklı kanalın, ya da birbiriyle
kombine edilmiş farklı kanal gruplarının 3 farklı renk ile işaretlenmesi sonucunda oluşturulmuş
görüntülerdir. RGB ifadesi üç rengi içerse de sonuçta oluşan görüntü renkli bir görüntü olacaktır.
Bu kompozitlerde, her renk farklı bir bilgiyi simgelemektedir. Örneğin volkanik aktiviteler
sonucunda oluşan sülfür dioksit gazı yeşil renkte gözükmektedir. İnce cirrus bulutları siyah
olarak gözükürken, yüksek bulutlar ve gök gürültülü fırtınalar kahverengi ile temsil edilmektedir.
Yer yüzeyine yakın sıcaklık değerleri ise yeşil ve mavi tonlarda gözükmektedir. Yükseklik,
sıcaklık ve parçacık büyüklüğüne bağlı olarak da kül tonları kırmızıdan (çok soğuk olduğunda)
magenta (sıcak olduğunda) ve sarıya (küçük kül parçacıklarından oluştuğunda) doğru
gitmektedir. RGB görüntülerin en önemli faydası, 3 temel volkanik içeriğin (kül, sülfür dioksit
ve buz kristalleri) belirgin bir şekilde görünmesini sağlamaktır. Kullanıcı bu şekilde patlamanın
gerçekleştiği bölgeden itibaren sürüklenen içeriği gözlemleyebilmektedir. Ancak şu
unutulmamalıdır ki, buz içine gömülmüş kül ve sülfür dioksiti belirlemek bu yöntemle mümkün
değildir.
2. METEOROLOJİK ANALİZ
Bu bölümde patlamanın ardından kül bulutlarının takibi için 300 ve 500 mb kartları ile skew T
diyagramından yüksek seviye rüzgarları ile birlikte uydu görüntüleri incelenmiştir.
2.1. Yüksek Seviye Haritaları ve Skew-T Analizi
3 Aralık 2015 tarihinin 300 ve 500 mb haritalarına baktığımızda [1] Avrupa’nın merkezindeki
omega blokajını görmekteyiz. Bu olay yüksek basınç alanının, bir alçak basınç sisteminin olağan
hareketini engellemesi şeklinde tanımlanabilir. Etkili oldukları dönemde orta vadeli tahmin
yapmak kolaylaşır, tutarlılık yükselir. Oluk bölgesinde yağışlı hava kütleleri ve rüzgarlar hüküm
sürerken sırt bölgesinde hava yağışsız ve sakindir. Jet akımlarının etkili olduğu 200-300mb
seviyelerinden de çok kolay bir şekilde bu tipte engellemeyi teşhis edebilirsiniz. Normal şartlarda
batıdan doğuya doğru hızlı bir şekilde hareket etmesi gereken alçak basınç sistemi, yüksek basınç
alanının set çekmesi sonucunda bu yüksek basınç alanının etrafından dolaşmak zorunda kalır ve
kuzey güney doğrultusunda hareket eder.
Skew T diyagramlarında da açıkça görülüyor ki [2] yüksek seviyedeki kül bulutu güney batılı
rüzgarlarla Yunanistan üzerinden Türkiye’nin batısına, ardından güneye hareket ederek Akdeniz
üzerine geliyor. Buradan da batılı jet akımlarının etkisiyle Suriye’ye ilerliyor.
Şekil 1: 500hp kartı. Şekil 2: 300hp kartı.
Şekil 3: Skew-T diyagramları.
Şekil 4: 500hp kartı. Şekil 5: 300hp ka
2.2. Uydu Görüntüleri Analizi
3 Aralık 06:00 UTC civarında volkanik kül bulutu ince buz (siyah) ve SO2’den (yeşil) oluşan
karışık bir bulut gibi görülmektedir. 09:00 UTC’den sonra bulutun tamamı yeşile (SO2) dönüyor
ve bulutun bir kısmı kuzeye giderken (yüksek seviyede, yaklaşık 10 km) diğer kısmı alçak
seviyede (6.5 km civarı) güneye doğru devam ediyor. Daha sonraki analizler, farklı seviyelerde
en az iki bulutun var olduğunu ve iki farklı yöne sürüklendiğini ortaya koydu. 4 Aralık itibariyle,
yüksek bulutun ön kısmı Irak üzerindeydi. Met Office’in sonraki izlemelerine göre de bu bulut
10 km civarında seyahat ediyordu. Bulutun diğer ana kısmının ise 6.5 km yükseklikte seyahat
ederek Girit’e ulaştığı tahmin ediliyor.
Şekil 6: Dust RGB görüntüleri.
Airmass RGB görüntüleri de 03:00 UTC’de başlıyor ve patlamanın başında geniş volkan alanının
üzerinde güçlü, beyaz bir sinyal oluşturuyor. Normalde bu RGB kombinasyonuyla yükseklere
ulaşan kalın bulutlar beyaz tonlarla görülür, ama sadece çok yüksek bulutlar bu kadar parlak bir
sinyal verebilir. İlerleyen zamanlarda bulutların incelmesi ve sadece SO2’den oluşması söz
konusu olduğunda ise renk “şeftali” rengine dönmektedir.
Şekil 7: Airmass RGB görüntüleri.
Ana patlamanın başlangıç safhası kutupsal yörüngeli uydular tarafından yakalanamadı çünkü
uydunun geçiş zamanı ile patlamanın başlama zamanı uyuşmuyordu. SEVIRI verileri patlamanın
ilk safhasında buz bulutunun SO2 işaretlerini maskelediğini gösteriyor. Bunun nedeni ya buz
parçacıklarının radyatif etkisini SO2’yi görmeyi engellemesi ya da SO2 gazının buz partikülleri
tarafından absorbe edilip buz partikülleri buharlaştıkça SO2 gazının süblimleşmesi olabilir [3-4].
Şekil 8: Volkanik Kül RGB.
Yukardaki uydu görüntülerinden anlaşılacağı üzere kül bulutlarını RGB kanalları olmadan tek
başına bir kanaldan ayırt etmek çok zor. Volkanik kül RGB’lerinde 3 adet bilgi bir arada
bulunmaktadır. Bu bilgiler aşağıdaki gibi özetlenebilir [5]:
• Red = IR12.0-IR10.8 (-4°C ‘den +2°C’ye)
• Green = IR10.8-IR8.7 (-4°C’den +2°C’ye)
• Blue = IR10.8 (-30°C’den 30°C’ye)
Gözlemler gösteriyor ki; zayıflayan volkan külü Japonya’yı ve ardından Pasifik Okyanusu’nu
geçerek Kanada’ya kadar ulaşmıştır.
Şekil 9: Volkanik külün yolculuğu.
2.3. Volkanik Kül Simülasyonu
Kanada Meteoroloji Servisi bu volkan küllerinin takibini geriye dönük bir simülasyonla
gerçekleştirmiştir. Bu simülasyon British Columbia sahilindeki bir SO2 bölgesi gözleminden 8
Aralık 2015 tarihinde 06:36 UTC'de başlatılmıştır. SO2 alanındaki yer değişimine dayanarak
hesaplanan rüzgar hızları ve yükseklik tahminlerine dayanarak; yüksekliğin yer seviyesinden
itibaren 8-12 km yukarda olacağı varsayılmıştır.
Şekil 10: Simülasyon görüntüleri.
Bu şekildeki ısıtıcı renkler daha yüksek bağıl konsantrasyonları belirtir, ancak ölçek bir
görüntüden diğerine değişmektedir. Geriye dönük simülasyon sonuçlarının farklı zamanlardaki
gözlemlerle karşılaştırılması, tespit edilen SO2'nin 3 Aralık 2015 tarihinde Etna Dağı'nın
patlamasından geldiği hipotezini doğrulamaktadır [6].
3. ETKİLENEN MEYDANLAR
Yanardağın en yakınında iki tane havalimanı bulunmaktadır: Catania, Reggina – Calabria.
Şekil 11: Havalimanların konumu.
Küller kuzey doğu yönünde ilerledikçe yakınlarındaki 4 kasabaya çöktüğü gözlemlenmiştir. Bu 4
kasabadan sadece Calabria’da havalimanı bulunmaktadır. Bu havalimanının METAR
gözlemlerine baktığımız zaman [7] volkanik kül hadisesi işlenmiş ve yatay görüş mesafesi 5000
metreye kadar düşmüştür. (Tablo 1) Birkaç gün meydan uçuşa kapatılmıştır. Ancak Catania
havalimanının konumu Etna’nın güneyinde olduğu için herhangi bir çökme gözlemlenmemiştir.
Buna rağmen meydanın etrafı küllerle kaplı olduğu için kısa süreliğine de olsa uçuşa kapatılmıştır.
Buna ek olarak İtalya’da da iç hat seferlerinde aksamalara neden olmuştur.
Tablo 1: Calabria havalimanının METAR rasat kodlamaları
03/12/2015 10:50-> METAR LICR 031050Z 34009KT CAVOK 18/12 Q1030=
03/12/2015 09:50-> METAR LICR 030950Z 33010KT 9999 VA NSC 18/11 Q1030=
003/12/2015 08:50-> METAR LICR 030850Z 09002KT 8000 VA NSC 16/09 Q1031=
03/12/2015 07:50-> METAR LICR 030750Z 01005KT 350V070 5000 VA NSC 15/10
Q1031=
03/12/2015 06:50-> METAR LICR 030650Z 05004KT 7000 SCT060 14/08 Q1030=
03/12/2015 05:50-> METAR LICR 030550Z 03004KT CAVOK 12/07 Q1030=
Volkan küllerine SIGMET rapolarında da görmek mümkündür.
Şekil 12: SIGMET kartı.
4. SONUÇLAR
Bu çalışmada 300 ve 500 mb seviyesi için meteorolojik kartlar incelenmiş, yukarı atmosfer
rüzgarlarının yönlerini tespit etmek için ise ayrıca Skew-T diyagramları kullanılmıştır. Bu veriler
uydu görüntülerinden elde edilen Dust RGB ve Airmass RGB kompozitleri ile kıyaslanmıştır.
Tüm kartların ve görüntülerin gösterdiği ortak bir sonuç vardır ki o da Etna Yanardağı'nın
patlaması sonucunda oluşan volkanik kül bulutunun yukarı seviye rüzgarlarıyla önce İtalya'dan
Türkiye üzerine geldiği, sonrasında Suriye ve İran üzerinden geçerek Japonya, Pasifik Okyanusu
ve Kanada'ya ulaştığıdır. Bu örnekten de anlaşılacağı üzere, volkanik küller sadece patlamanın
gerçekleştiği alanı değil, dünyanın farklı bölgelerini de etkileyebilmektedir. Yukarı seviyedeki
rüzgarların yönü ve şiddeti kül bulutunun ulaşacağı yerler üzerinde önemli rol oynamaktadır.
Volkanik kül bulutlarının havacılık açısından tehlike arz ettiği göz önünde bulundurulacak olursa,
kül bulutlarının takibinin hem meteorolojik tahminler, analizler, hem de uydu görüntüleri
vasıtasıyla izlenmesi önemlidir. Bu şekilde yayınlanacak TAF ve SIGMET raporlarının doğruluk
miktarı arttırılabilir, uçakların daha emniyetli bir rota izlemeleri için gerekli önlemler alınabilir.
KAYNAKLAR
[1] WETTER3
http://www1.wetter3.de/
[2] UNIVERSITY OF WYOMING
http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html
[3] EUMETSAT.
https://www.eumetsat.int/website/home/Images/ImageLibrary/DAT_2868529.html
[4] ISTITUTO NAZIONALE DI GEOFISICA E VULCANOLOGIA
http://www.ct.ingv.it/it/component/content/article/11-notizie/news/433-what-is-a-paroxysm.html
[5] EUMETRAIN
http://eumetrain.org/data/1/144/navmenu.php?page=3.3.0
[6] Bensimon, D., Berneoud, P.,2015. Comparison of observations of SO2 from the eruption of
Mount Etna on 3 December 2015 with a model simulation.
[7] OGIMET
https://www.ogimet.com/