Mareograf ve sabit GPS zaman serilerinin analiziyle uzun dönemli mutlak deniz seviyesi değişimlerinin araştırılması

Investigation of long term absolute sea level changes by the time series analysis of tide gauge and continuous GPS time

Özet

Norveç kıyılarında bulunan ANDENES ve TREGDE mareograf istasyonlarındaki uzun dönemli mutlak deniz seviyesi değişimleri mareograf (Mar) ve Mar-Sabit GPS (Mar-SGPS) zaman serilerinin analizi ile araştırılmıştır. Bu amaçla, Norveç kıyılarındaki 14 adet mareograf istasyonunun 1953-2001 dönemindeki aylık ortalama deniz seviyesi (ODS) zaman serilerindeki 1-10 yıl ve daha uzun dönemli sinyaller ile ANDE, ANDO ve TGDE Mar-SGPS yükseklik zaman serilerindeki 2002.81-2004.92 dönemindeki periyodik sinyallerin konumsal ve zamansal karakterini belirlemek için Deneysel Ortogonal Fonksiyon (DOF) analizi ve spektral analiz uygulanmıştır. Doğrusal trend ve istatistiksel olarak anlamlı periyodik sinyallerin modellenmesiyle, uzun dönemli göreli ODS trendleri En Küçük Kareler (EKK) yöntemi, Mar-SGPS istasyonlarının düşey hızları ise hem EKK hem de En Büyük Olabilirlik Kestirim (EBOK) yöntemleri ile hesaplanmıştır. TREGDE'de anlamlı bir göreli ODS trendi bulunmazken, ANDENES'de göreli ODS'nin 2.04 ± 0.19 mm/yıl hızla yükseldiği belirlenmiştir. TGDE ve ANDE Mar-SGPS istasyonlarında, anlamlı mutlak düşey yer kabuğu hareketi tespit edilmemiş, ANDO Mar-SGPS istasyonunda 0.43 ± 0.30 mm/yıl büyüklüğünde bir kara yükselmesi bulunmuştur. Bu değer, ICE4G (VM2) Buzul Sonrası Etki (BSE) modeli ile 0.89 mm/yıl olarak kestirilen kara yükselmesi ile genel olarak uyumludur. SGPS ile hesaplanan mutlak düşey hız, göreli ODS yükselme hızı ile birleştirilerek ANDENES mareograf istasyonunda, uzun dönemli mutlak ODS'nin global ODS yükselme tahminleri ile tutarlı olarak 2.47 ± 0.36 mm/yıl hızla yükseldiği bulunmuştur. Benzer analiz ve yaklaşımların Türkiye kıyılarındaki uzun dönemli mutlak ODS değişimlerinin araştırılmasında kullanılması önerilmektedir.

Abstract

Long term absolute sea level variations at ANDENES and TREGDE tide gauges located at the Norwegian coasts are investigated by the analysis of tide gauge (TG) and TG- Continuous GPS (TG-CGPS) time series. For this purpose, Emprical Ortogonal Function (EOF) analysis and spectral analysis methods are used in order to determine the spatial and temporal character of interanannual and interdecadal signals in monthly mean sea level (MSL) time series at 14 tide gauges along Norwegian coasts in 1953-2001 period and periodic signals in height time series of ANDE, ANDO and TGDE TG-CGPS stations in 2002.81-2004.92 period. By modelling the linear trend and statistically significant periodic signals, the long term relative MSL trends are computed by using Least Squares (LS) method and the vertical velocities of TG-CGPS stations are computed by using both LS and Maximum Likelihood Estimation (MLE) methods. While no significant relative MSL trend is found at TREGDE, relative MSL at ANDENES is found to be rising with rate of 2.04 ±0.19 mm/year. While no significant absolute vertical land movements are detected at TGDE and ANDE, a land uplift in the order of 0.43 ± 0.30 mm/year at ANDO CGPS station is found. This value generally agrees with 0.89 mm/year land uplift predicted from ICE4G (VM2) Post Glacial Rebound (PGR) model. Combining the absolute vertical velocity of CGPS with the relative MSL trend, absolute MSL at ANDENES tide gauge is found to be rising with a rate of 2.47 ± 0.36 mm/year which is consistent with the global sea level rise estimates. It is suggested to use similar analyses and approaches to investigate the long term absolute sea level variations along Turkish coasts.