3. ANALİZ VE UYGULAMA
3.1 İstatiksel Analiz ve Modelleme
3.1.1 Mevsimlere göre istatistiksel analiz
Çalışmada kullanılan ve mevsimleri temsilen seçilen aylar bazında birtakım istatistiksel analizler yapışmıştır. Çizelge 3.2’de aylar bazında kayıp veri analizi görülmektedir. Buna göre ilkbahar mevsimini temsilen seçilen 2016 yılı Mart ayında sadece Rüzgar Yönü verisinde %28.2 oranında kayıp veri söz konudur. Bu oran
oldukça yüksektir. Diğerlerinde kayıp veri söz konusu değildir. Yaz mevsimini temsilen seçilen 2016 yılı Haziran Ayında Rüzgar Yönü verisinde %2.5, Sıcaklık 2m verisinde %3.7 oranında kayıp veri söz konudur. Sonbahar mevsimini temsilen seçilen 2016 yılı Eylül ayında sadece Rüzgar Yönü verisinde %2.6 kayıp veri bulunmaktadır. Kış mevsimini temsilen seçilen 2016 yılı Aralık ayında toplam Rüzgar Yönü verisinde %3.2, UV Radyasyon İndis verisinde %0.1 oranında kayıp veri söz konudur.
Çizelge 3.2 : Aylar Bazında Kayıp Veri Analizi
Mart Ayı Haziran Ayı Eylül Ayı Aralık Ayı
Kayıp Veri Kayıp Veri Kayıp Veri Kayıp Veri Top. Veri Sayı Oran (%) Top. Veri Sayı Oran (%) Top. Veri Sayı Oran (%) Top. Veri Sayı Oran (%) Rüzgar Şiddeti 4457 0 0 4320 0 0 4320 0 0 4309 0 0 Güneş Radyasyonu 4457 0 0 4320 0 0 4320 0 0 4307 2 0 Sıcaklık 2m 4457 0 0 4162 158 3,7 4320 0 0 4309 0 0 UV Radyasyon İndis 4457 0 0 4320 0 0 4320 0 0 4303 6 0,1 Rüzgar Yönü 3201 1256 28,2 4213 107 2,5 4206 114 2,6 4172 137 3,2 Toprak Üstü 5cm Sıcaklık 4457 0 0 4320 0 0 4320 0 0 4309 0 0
Çizelge 3.3 ve Çizelge 3.4’te sırayla rüzgar şiddeti ve güneş radyasyonu verilerine ait mevsimleri temsilen seçilen aylar bazında tanımlayıcı istatistiksel bilgiler verilmiştir. Seçilen tüm aylarda güneş radyasyonu ve rüzgar şiddetinde pozitif çarpıklık olduğu görülmektedir. Dört ayın içerisinden aylık ortalamalara göre rüzgar şiddeti 4.621 m/s ile en yüksek Aralık ayında görülürken, en düşük olarak 2.196 m/s ortalama ile Mart ayında görülmüştür.
Çizelge 3.3 : Rüzgar Şiddeti (m/s) Verileri İçin Tanımlayıcı İstatistik
Aylar Veri Aralık Min. Mak. Ort. Std.Sapma Varyans Çarpıklık Basıklık Mart 4457 14,31 0 14,31 2,196 2,959 8,756 1,355 1,149 Haziran 4320 11,61 0 11,61 3,994 2,31 5,338 0,314 -0,589 Eylül 4320 10,28 0 10,28 3,890 2,187 4,790 0,281 -0,693 Aralık 4309 17,89 0 17,89 4,621 3,784 14,32 1,02 0,556
Güneş radyasyonu aylık ortalamalara göre dört ayın içerinden en yüksek değer Haziran ayında (267.95 W/m2) görülürken, en düşük değer Aralık ayında (45.47 W/m2)
Çizelge 3.4 : Güneş Radyasyonu (W/m2) Verileri İçin Tanımlayıcı İstatistik
Aylar Veri Aralık Min. Mak. Ort. Std.Sapma Varians Çarpıklık Basıklık Mart 4457 903 0 903 123,4 195,293 38139,376 1,669 1,797 Haziran 4320 1065 0 1065 267,95 309,436 95750,339 0,738 -0,985 Eylül 4320 861 0 861 171,38 540,382 57783,614 1,176 -0,44 Aralık 4307 470 0 470 45,47 87,796 7708,159 2,215 4,124
Rüzgar şiddeti verisine ait aylar bazında zamansal değişim grafikleri Şekil 3.3’te görülmektedir. Mart Ayıda rüzgar şiddetinin ay boyunca dalgalı bir seyir izlediği, inceleme ilk yarısında 12 m/s’ye kadar çıktığı, ay ortasında 14,31 m/s ile maksimum değerine ulaştığı, inceleme son çeyreğinde ölçüm alınamadığı ve bu nedenle değerlerin 0 m/s çıktığı vurgulanabilir. Haziran Ayı boyunca 4-10 m/s aralığında dalgalanarak dalgalı ve yüksek hızlı bir seyir izlediği, inceleme ortasında genel olarak 6 m/s hız civarında seyrettiği ancak kısa bir süreliğine 12 m/s’ye kadar çıkarak maksimum değerine ulaştığı, inceleme son çeyreğinde önce yükseldiği, sonrasında ise kademeli olarak azalarak 6 m/s seviyesine çekildiği vurgulanabilir. Eylül Ayı boyunca dalgalı bir seyir izlediği, incelenen ay boyunca 4 kez tekrar eden bir yükselme ve devamında alçalmanın takip ettiği bir periyodiklik izlendiği vurgulanabilir. Aralık Ayı boyunca dalgalı bir seyir izlediği, haftalık periyotlarla önce yükselip sonra azaldığı, inceleme ayının son 2 gününde ay ortalamasının oldukça üstünde 16 m/s’ye çıkarak zirve yaptığı söylenebilir.
(b)
(c)
(d)
Şekil 3.3 : Rüzgar Şiddeti (a) Mart Ayı (b) Haziran Ayı (c) Eylül Ayı (d) Aralık Ayı, Zamansal Değişim Grafikleri
Güneş Radyasyonu verisine ait aylar bazında zamansal değişim grafikleri Şekil 3.4’te görülmektedir. Mart Ayında radyasyon verilerinin inceleme ilk yarısında 700 W/m2
kadar çıktığı, söz konusu ayın ortasında ise 200 W/m2‘nin altına düştüğü , son
yarısında ise 800 W/m2’ye kadar çıkarak daha yüksek değerler görüldüğü
vurgulanabilir. Haziran ayında güneş radyasyonunun inceleme ilk yarısında 1000 W/m2’nin üzerine çıksa da genel olarak ay boyunca 800-900 W/m2 civarında seyrettiği
görülmüştür. Eylül Ayı boyunca 600 – 800 W/m2 arasında değişen bir seyir izleyen
radyasyon verilerinin inceleme son yarısında 250 W/m2 ye kadar düşerek devamında
tekrar yükseldiği gözlenmektedir. Aralık ayında ise radyasyon verilerinin yaz ve son bahar aylarına göre azalarak 200-400 W/m2 bandında seyrettiği, bazı günlerde 50-120
W/m2 bandına kadar indiği vurgulanabilir.
(a)
(b)
(d)
Şekil 3.4 : Güneş Radyasyonu (a) Mart Ayı (b) Haziran Ayı (c) Eylül Ayı (d) Aralık Ayı, Zamansal Değişim Grafikleri
Rüzgar şiddeti ve güneş radyasyonu ile diğer veriler arasındaki ilişkiyi anlayabilmek için Pearson korelasyon katsayıları Çizelge A.1 - Çizelge A.4’te aylar bazında görülmektedir. Korelasyon katsayısı (R) +1 ile -1 arasında değişmektedir. Artı değerler veriler arasında pozitif bir ilişkiye, eksi değerler ise veriler arasında negatif ilişkiye işaret etmektedir. R değeri +1 veya -1’e yaklaştıkça veriler arasındaki ilişkinin derecesi pozitif yada negatif yönde artmaktadır. Sıfıra yakın R değerleri veriler arasında ilişkinin zayıf veya hiç olmadığı anlamına gelir.
Mart ayına ait rüzgar şiddeti ve güneş radyasyonu verilerinin diğer verilerle arasındaki korelasyon katsayılarına bakıldığında rüzgar şiddetinin rüzgar yönü verisi ile negatif en yüksek korelasyona sahip olduğu görülmektedir. Pozitif olarak sırayla toprak üstü 5cm sıcaklık ve sıcaklık 2m verileriyle anlamlı (α<0.01) korelasyon görülmekte birlikte bu değerler düşüktür. Rüzgar şiddeti ile güneş radyasyonu ve UV radyasyon indisi arasındaki korelasyon anlamlı değildir (α>0.05). Mart ayında güneş radyasyonunun ise sırayla UV radyasyon indis, toprak üstü 5cm sıcaklık ve sıcaklık 2m verileriyle anlamlı (α<0.01) pozitif en yükek korelasyona sahip olduğu görülmektedir.
Haziran ayı için rüzgar şiddetinin toprak üstü 5cm sıcaklık verisi ile anlamlı (α<0.01) pozitif en yüksek korelasyona sahip olduğu görülmektedir. Bunun dışında pozitif yönde büyüklük sırasıyla güneş radyasyonu, sıcaklık 2m ve UV radyasyon indis ile rüzgar şiddeti arasında anlamlı (α<0.01) korelasyon görülmüştür. Rüzgar şiddeti ve rüzgar yönü arasında ise negatif yönlü anlamlı (α<0.01) korelasyon mevcuttur. Haziran ayında güneş radyasyonunun ise büyüklük sırasıyla UV radyasyon indis, toprak üstü 5cm sıcaklık, sıcaklık 2m ve rüzgar şiddeti verileriyle anlamlı (α<0.01)
olarak pozitif korelasyona sahip olduğu görülmektedir. Haziran ayı için güneş radyasyonu ile rüzgar yönü arasındaki korelasyon ilişkisi anlamlı değildir (α>0.05). Eylül ayı için rüzgar şiddetinin güneş radyasyonu verisi ile anlamlı (α<0.01) pozitif en yüksek korelasyona sahip olduğu görülmektedir. Bunun dışında pozitif yönde büyüklük sırasıyla UV radyasyon indis, sıcaklık 2m, toprak üstü 5cm sıcaklık değerleri ile arasında anlamlı (α<0.01) korelasyon görülmüştür. Rüzgar şiddeti ve rüzgar yönü arasında ise negatif yönlü anlamlı (α<0.01) korelasyon mevcuttur. Eylül ayında güneş radyasyonunun ise büyüklük sırayla UV radyasyon indis, sıcaklık 2m, rüzgar şiddeti, toprak üstü 5cm sıcaklık verileriyle anlamlı (α<0.01) olarak pozitif korelasyona sahip olduğu görülmektedir. Eylül ayı için güneş radyasyonu ile rüzgar yönü arasındaki korelasyon ilişkisi anlamlı değildir (α>0.05).
Aralık ayı için rüzgar şiddetinin rüzgar yönü verisi ve sonrasında UV radyasyon indis verisiyle anlamlı (α<0.01) olarak negatif en yüksek korelasyona sahip olduğu görülmektedir. Bunun dışında pozitif yönde büyüklük sırasıyla toprak üstü 5cm sıcaklık ve sıcaklık 2m ile rüzgar şiddeti arasında anlamlı (α<0.01) korelasyon görülmüştür. Rüzgar şiddeti ve güneş radyasyonu arasında ise Aralık ayında anlamlı korelasyon ilişkisi bulunmamaktadır (α>0.05). Güneş radyasyonunun ise büyüklük sırayla UV radyasyon indis, toprak üstü 5cm sıcaklık, sıcaklık 2m ve rüzgar yönü verileriyle anlamlı (α<0.01) olarak pozitif korelasyona sahip olduğu görülmektedir. Rüzgar şiddeti ve güneş radyasyonu verilerine ait frekans dağılımını gösteren histogram grafiklerine bakıldığında dört mevsimi temsilen seçilen Mart, Haziran, Eylül ve Aralık aylarında her iki veri grubunda da pozitif çarpıklık görülmektedir (Şekil B.1 - Şekil B.4)
Çeyrek dağılımlarını ve aykırı verileri gösteren boxplot grafikleri Şekil B.5 - Şekil B.8’de görülmektedir. Mart ayı için rüzgar şiddetinde Q1 (birinci çeyrek) 0 m/s , Q2 (ikinci çeyrek) 0.5 m/s ve Q3’ün (üçüncü çeyrek) 4 m/s gibi olduğu vurgulanabilir. Ayrıca aykırı değerlerin varlığı da görülmektedir. Mart ayı için 9.8 m/s’nin üstündeki rüzgar şiddeti ölçüm değerleri aykırı değer olarak hesaplanmıştır. Aykırı değerlerin kayıt sıra numaraları grafikte görülmektedir. Mart ayı güneş radyasyonuna ait boxplot grafiği incelendiğinde Q1 ve Q2 0 W/m2, Q3’ün ise 190 W/m2 civarında olduğu, Mart
ayı için tahmini olarak 450 W/m2’nin üstündeki güneş radyasyonu değerlerinin aykırı
Haziran ayı rüzgar şiddeti Q1 2.1 m/s, Q2 4 m/s ve Q3 5.5 m/s civarında olduğu görülmektedir. Rüzgar şiddeti verilerinde az da olsa aykırı değerlerin varlığı görülmektedir. Haziran ayı için 9,9 m/s’nin üstündeki rüzgar şiddeti ölçüm değerleri aykırı değer olarak hesaplanmıştır. Haziran ayı için güneş radyasyonu verilerinde Q1 0 W/m2 , Q2 110 W/m2 , Q3’ün ise 540 W/m2 civarında olduğu söylenebilir. Haziran ayında güneş radyasyonunda aykırı değerler görülmemiştir.
Eylül ayı rüzgar şiddeti Q1 2.2 m/s , Q2 3.5 m/s ve Q3 5.3 m/s civarında olduğu görülmektedir. Rüzgar şiddeti verilerinde az da olsa aykırı değerlerin varlığı görülmektedir. Eylül ayı için 9,8 m/s’nin üstündeki rüzgar şiddeti ölçüm değerleri aykırı değer olarak hesaplanmıştır. Eylül ayı için güneş radyasyonu verilerinde Q1 0 W/m2 , Q2 0 W/m2 , Q3’ün ise 300 W/m2 civarında olduğu görülmektedir. Eylül
ayında 780 W/m2’nin üstündeki güneş radyasyonu değerlerinin aykırı değerler olarak
hesaplandığı görülmektedir.
Aralık ayı rüzgar şiddeti Q1 2.0 m/s , Q2 4 m/s ve Q3 7 m/s civarında olduğu görülmektedir. Rüzgar şiddeti verilerinde aykırı değerlerin varlığı görülmektedir. Aralık ayı için 14.5 m/s’nin üstündeki rüzgar şiddeti ölçüm değerleri aykırı değer olarak hesaplanmıştır. Aralık ayı için güneş radyasyonu verilerinde Q1 0 W/m2 , Q2
0 W/m2 , Q3 ise 40 W/m2 civarında olduğu görülmektedir. Aralık ayında güneş radyasyonunda fazla sayıda aykırı değerler görülmüştür. 110 W/m2’nin üstündeki güneş radyasyonu değerleri aykırı değer olarak hesaplanmıştır.