Türkiye'de İklim Uç Olayları İndislerinin Tarihsel Değişimi

Abstract

The climate system has a profound effect on life on the Earth. People's daily life mainly depends on weather that surrounds them. Besides, wheather and climate extremes have significant influence on society, environment and the economy. Hence, it is very important to study them. ETCCDI defined 27 core indices for investigating extreme events. In this study 14 indices from them has been analysed. Daily temperature and precipitation data for 452 stations, obtained from Turkish State Metereological Service. In order to eliminate stations with missing values, data visualization method used and 134 stations selected from 452 stations. These data were used for trend analysis of these indices between the periods 1965 – 2006. The Sequentiall Mann Kendall non-parametric test applied for trend analysis of the indices. This version of the Mann Kendall test used to determine the beginning of a trend within a sample. Firstly, in this study annual maximum and minimum temperature trends examined for four months that were October, May, January and July. In addition, their annual precipitation investigation have been done. According to this examination, annual maximum temperatures of July', October and May showed increasing trends whereas there was not any spatially coherent trend observed for January. Annual minimum temperature investigation revealed that for July' there was spatially coherent increasing trend throughout the country. In contrast, just one station indicated decreasing trend that was Erzurum. Moreover, the same behavior observed for October' annual minimum temperatures also. Annual minimum temperatures for May' indicate both increasing and decreasing trends for some stations. There was not any annual precipitation pattern found for these months. Secondly, trend analysis of 14 indices studied. According to this analysis, there was no spatially coherent increasing or decreasing trend for "number of frost days", though the few stations that indicate increasing behaviour were mainly in the northern half of the country. On the other hand, "numbers of summer days" have been increasing in Turkey; and the significant increases distributed throughout the country with the exception of Southeastern Anatolia region. For "tropical nights", stations located around the Marmara Sea, Mediterranean coastal areas and northeast of the country showed increasing trends. There weren't any trends observed for "growing season length" and "icing days". Trend analysis of monthly maximum temperatures of daily maximum and minimum, monthly minimum temperatures of daily maximum and minimum have been done for January and July. No trends observed for January. However, there was an increasing trend for monthly maximum value of daily minimum temperatures of July. This trend observed along coastal areas, especially Aegean and Mediterranean regions and some stations around Marmara Sea. Furthermore, a few stations on the Black Sea coastline and some inland stations showed this behavior also. Trend analysis of monthly minimum value of daily maximum temperature of July indicated an increasing trend along the Mediterranean and Aegean coastlines. Besides, the same behavior observed at some stations located in the Southeast, Central Anatolia and northeast of the Black Sea Region. Trend analysis of monthly minimum value of daily minimum temperature of July showed an increasing trend along the Mediterranean, Aegean coastlines and some stations around Marmara Sea. Moreover, some stations in the west, central and northern part of the country. Trend analyses of daily temperature range done for January and July. For January, there wasn't any spatially coherent trends observed; some stations showed decreasing; some Aegean coastline and inland stations indicated increasing trend. Trend analyses of July showed that stations mainly in the northern part of the country indicated increasing trend wheras some stations located in the Mediterraean coastal areas and southeast and east part of the country showed decreasing behavior. Trend analyses of precipitation indices were done as well. However, there wasn't any trend observed for monthly maximum 1-day precipitation, also monthly maximum consecutive 5-day precipitation. Moreover, no trend observed for R10mm (annual count of days when precipitation ≥ 10 mm) and R20mm. In this study, 134 stations annual maximum and minimum temperature and precipitation data have been analysed for the period 1965-2006. In addition, 14 climate extreme indices trends have been investigated for the same period. Consequences from this research revealed that; annual maximum temperature of July, October and May indicated increasing trends. Besides, annual minimum temperature of July and October showed increasing tendency throughout the country. However, there wasn't any precipitation pattern found for Turkey. In addition, increasing trend observed for number of summer days and tropical nights whereas there weren't any spatially coherent trends observed for growing season length and icing days. Monthly maximum and minimum temperatures displayed increasing trend for July. However, no trends observed for January. Hence, it may infer that the effect of climate change on Turkey is more obvious in the warmer part of the year.

Dünya üzerindeki hayat, hava durumu ve iklim olaylarından ciddi şekilde etkilenmektedir. İklimin su kaynakları, tarım, sağlık, yaşam koşulları, ekonomi, toplum ve çevrenin üzerindeki etkisi kaçınılmazdır. Dolayısıyla, iklimdeki değişkenliği ve bunun olası etkilerini anlayabilmek gerekir. Bunun için de öncelikle iklim sistemi hakında temel bir fikre sahip olunmalıdır. Hava durumu belirli bir zaman ve yer için atmosferdeki değişimleri ifade eder. Örneğin, sıcaklık, yağış, bulutlanma, rüzgâr, nem gibi atmosferik parametrelerin değişimi hava durumunun nasıl olduğunu ve kısa süreli olarak (birkaç gün veya hafta) içinde nasıl değişeceğini gösterir. Hava durumu tahminleri ancak bir kaç gün veya maksimum iki hafta olacak şekilde yapılabilir. Bir bölgenin iklimi ise on yıllar üzerinden gözlenen hava durumlarının ortalaması olmakla beraber burada değişkenliklerin ve uç olayların da hesaba katılması gerekir. Dünya üzerinde iklim bölgesel olarak değişiklikler gösterir. Burada topoğrafya ve enlem farkı önem arz eder. İklim ayrıca zamana bağlı olarak da değişim gösterir. Bu zaman ölçeği onlarca yıldan milyonlarca yıla kadar değişebilir. İklim değişkenliği doğal bir süreç olmakla beraber günümüzde bu durum insan etkisiyle meydana gelen iklim değişikliğinden dolayı ciddi anlamda önem kazanmaktadır. Bunun sonuçları yeryüzündeki hayatı önemli şekilde yüzyıllar boyunca etkileyecek kapasitededir. Özellikle günlük hayatı olumsuz yönde etkileyen uç olayların oluşumunun artması da bu insan kaynaklı iklim değişikliğinin sonuçlarındandır. Maksimum, minimum ve ortalama sıcaklık değerleri, yağış miktarı hava durumunu belirleyen iklim parametreleridir. Fakat kuraklık, sel, sıcak hava dalgası gibi istatistiksel olarak oluşma olasılığı az olan durumlar uç olaylar olarak nitelendirilir. Bunların yoğunluk ve oluşum sıklıkları toplumu, çevreyi ve ekonomiyi olumsuz bir şekilde etkilemektedir. Örneğin, daha yüksek maksimum sıcaklıklar; sıcak hava dalgalarına ve karasal alanlar üzerinde daha çok sıcak günlerin oluşumuna neden olabilir. Aynı şekilde, şiddetli yağış olaylarının sıklığının artışı; taşkınların, heyelanların, toprak erozyonlarının artışına neden olur. Bunlar, günlük hayatın birçok anlamda zorlaşmasına sebep olurlar. Dolayısıyla uç olayların bilimsel olarak incelenmesi ve gerekli tedbirlerin önceden alınabilme olasılığının arttırılması bu konuda hassas olan çevre, toplum ve ekonomi için büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmalardan bir tanesi de WMO ve CLIVAR ortak iklim değişikliği belirleme, görüntüleme ve indis uzman grubu ETCCDI tarafından yapılmıştır. Bu çalışmada uç olayların analizi için günlük maksimum, minimum sıcaklık ve yağış verilerinden türemiş 27 çekirdek indis oluşturulmuştur. Örneğin yaz günleri ve tropik geceler sayısı ya da buz ve donlu günler sayısı gibi. Bu tez çalışmasında ETCCDI tarafından hazırlanan 27 indis referans olarak alınmıştır. Türkiye için 14-iklim indisinin 1965 – 2006 yılları arasındaki eğilimi incelenmiştir. Bu analizin yapılması esnasında kullanılan günlük maksimum ve minimum sıcaklık ve yağış verileri Türkiye Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden 452 istasyon için temin edilmiştir. Veri görselleştirme metodu ile tam veriye sahip olan 134 istasyon seçilmiş ve belirtilen dönem için analizler tamamlanmıştır. Analizi yapılan indisler: donlu günler, yaz günleri, buz günleri ve tropik geceler sayısı, büyüme sezonu uzunluğu, Ocak ve Temmuz ayları için maksimum sıcaklıkların maksimumu, minimum sıcaklıkların maksimumu, maksimum sıcaklıkların minimumu, minimum sıcaklıkların minimumu ve günlük sıcaklık aralığı değerleridir. Günlük maksimum yağış miktarı, 5 günlük ardışık maksimum yağış miktarı ve yağışın 10 ve 20 mm'den büyük olduğu günlere ait indisler için ayrıca tek tek hesaplamalar yapılmıştır. Yöntem olarak parametrik olmayan Mann Kendall sıra korelasyon testi uygulanmıştır. Bu test nonparametrik olduğundan verilerin dağılımından bağımsızdır. Bu metoda göre, testin uygulandığı zaman serisinde bir artış veya azalma olup olmadığı sıfır hipotezi ile yani 'H0: eğilim yok' ile belirlenir. Grafiksel olarak ifade edilen test sonucuna göre de eğilimin başlangıç yılı tespit edilir. Bu metotta orijinal gözlem değerleri yerine sıralı dizideki değerler kullanılarak test istatistiği ti değeri hesaplanır. Test istatistiği i t nin dağılımı, sıfır hipotezi altında yaklaşık normaldir. Daha sonra dağılım fonksiyonun ortalaması ve varyansı bulunur. Bunlar kullanılarak sınama örneklem değeri u(t) ve u '(t) değerleri hesaplanır. İstenilen anlamlılık düzeyine göre eğer u(t) 0  ise artan, değilse ( u(t) 0  ) azalan yönde bir eğilimin olduğu anlaşılır. Örneğin %5 anlamlılık düzeyinde     1.96 ( ) 1.96 u t için herhangi bir eğilim yoktur denir. Yani u(t) değeri bu sınırlar içinde kalıyorsa herhangi bir trend olmadığı anlaşılır. Fakat bu sınırları artan ya da azalan yönde aştığında istatistiksel açıdan önemli bir trendin varlığından söz edilir. Trendin başlangıç yılı u(t) ve u '(t) grafiklerinin birbirini kestiği noktadan itibarendir. Ayrıca grafikler birçok noktada birbirini kesiyorsa yine herhangi bir trendin varlığından bahsedilemez. Bu çalışmada parametrik olmayan Mann Kendall sıra korelasyon testi 134-istasyon için uygulanmıştır. İlk olarak, Ocak, Temmuz, Ekim ve Mayıs aylarının yıllık maksimum ve minimum sıcaklık ve yağış analizleri tamamlanmıştır. İncelenen dönemde bu ayların verileri tam olduğundan dolayı bu aylar seçilmiştir. Bu analizlerin sonuçları şu şekildedir. Mayıs, Temmuz ve Ekim ayları için yıllık maksimum sıcaklıklarda artış gözlemlenmiştir. Ocak ayı için ise mekânsal uyumluluk arzeden herhangi bir trende rastlanmamış bazı istasyonlarda artış, bazılarında ise azalma görülmüştür. Temmuz ve Ekim aylarının yıllık minimum sıcaklıkları eğilimi mekânsal olarak uyumlu bir artış göstermiş sadece Erzurum istasyonunda azalma görülmüştür. Mayıs ayı minimum sıcaklıkları için hem azalış hem artış gösteren istasyonlar mevcuttur. Yıllık yağış eğilim analizinde ise herhangi bir trende rastlanmamıştır. 14 indis için 1965 – 2006 yılları arasında yapılan analiz sonuçları ise şu şekilde bulunmuştur. Donlu günler (FD) minimum sıcaklığın 0°C'den küçük olduğu günler sayısını göstermektedir. Bu indisin analiz sonucu mekânsal olarak anlamlı bir artış ya da azalış eğilimi göstermemekle birlikte, kuzey kesimde bazı istasyonlarda bu günler için artış görülmektedir. xxiii Maksimum sıcaklığın 25°C'den büyük olduğu günler yaz günleri, SU, olarak tanımlanmaktadır. Yaz günleri sayısıyla ilgili olarak incelenen indis sonucuna göre, bu günlerin sayısında ülke genelinde Güneydoğu ve Doğu Anadolu bölgeleri hariç olmak üzere, istatistiksel olarak anlamlı bir artış görülmektedir. Tropik geceler minimum sıcaklığın 20°C'den büyük olduğu güne tekabül etmektedir. Bu indis için bulunan sonuçlara göre, Marmara Deniz'i çevresi ve Akdeniz kıyılarında bulunan istasyonlar ile kuzeydoğu Karadeniz'de bulunan istasyonlarda bu günlerde artış mevcuttur. Ayrıca Güneydoğu ve Doğu Anadolu bölgelerinde yer alan örneğin; Malatya, Bingöl, İspir, Keban, Siirt, Ceylanpınar, Samandağ ile Ege Bölgesi'nde Çeşme, Denizli, Bodrum, Selçuk istasyonlarında da minimum sıcaklığın 20°C'den büyük olduğu günlerde artış gözlemlenmiştir. Günlük maksimum sıcaklıkların aylık maksimum ve minimum değeri ve günlük minimum sıcaklıkların aylık maksimum ve minimum değerleri Ocak ve Temmuz ayları için incelenmiştir. Ocak ayları için herhangi bir eğilim bulunmamakla birlikte Temmuz ayları için gözlemlenen eğilimler şu şekildedir: Günlük minimum sıcaklıkların aylık maksimum değeri için Ege ve Akdeniz kıyıları ile Marmara Denizi çevresindeki istasyonlarda, iç kesimde yer alan bazı istasyonlar ile Karadeniz kıyısındaki birkaç istasyonda artış görülmektedir. Günlük maksimum sıcaklıkların aylık minimum değerleri için Ege ve Akdeniz kıyıları ile Güneydoğu, İç Anadolu ve kuzeydoğu Karadeniz'de ki bazı istasyonlarda artış görülmüştür. Günlük minimum sıcaklıkların aylık minimum değeri için Ege ve Akdeniz kıyıları, Marmara Denizi çevresindeki istasyonlar ile ülkenin batı, iç ve kuzey kısımlarında yer alan bazı istasyonlarda artış gözlenmiştir. Günlük sıcaklık aralığı (maksimum, minimum sıcaklıkları farkı) indisi analizi Temmuz ve Ocak ayları için şu sonuçları vermektedir. Ocak ayı için herhangi bir mekânsal uyumluluk görülmemekle beraber bazı istasyonlarda azalan, bazı iç istasyonlarda ise artan değerler mevcuttur. Örneğin, İnebolu, Giresun, Bafra, Silifke, Çankırı, Nevşehir, Ardahan, Van, Sarıkamış, Kireçburnu istasyonların da eğilim azalma yönündedir. Antalya, Dikili, Bodrum, Burdur gibi istasyonlarda da artış görülmektedir. Temmuz ayı için ise günlük maksimum, minimum sıcaklık farkları kuzeyde bulunan istasyonlarda artış, Akdeniz kıyı kesiminde ve güneydoğu ve doğuda bulunan bazı istasyonlarda ise azalış şeklinde görülmektedir. Buz günleri (ID) maksimum sıcaklığın 0°C'den küçük olduğu günler için analiz sonuçlarında herhangi bir eğilim bulunamamıştır. Bütün bu sonuçlara göre yani günlük maksimum ve minimum sıcaklık verileri kullanılarak yapılan analiz sonuçlarına göre, Türkiye üzerinde iklim değişikliğinin etkilerinin özellikle yılın sıcak dönemlerinde daha belirgin olduğu anlaşılmıştır. Büyüme sezonu uzunluğu (GSL) günlük ortalama sıcaklığın 5°C'den büyük olduğu ilk 6 gün ile günlük ortalama sıcaklığın 5°C'den küçük olduğu ilk 6 gün arasındaki günler toplamını veren indis için de herhangi bir eğilim görülmemekle beraber, kıyı kesimlerinde bu sürenin 365 günü geçtiği dönemler olmuştur. Örneğin Samandağ istasyonunda 1965, 1980, 2000 yıllarında günlük ortalama sıcaklık 365 gün boyunca 5°C'nin altına düşmemiştir. Bir ay içindeki günlük maksimum yağış miktarı, 5 günlük ardışık maksimum yağış miktarı, yağışın 10 mm'den (şiddetli yağışlı) ve 20 mm'den (çok şiddetli yağışlı) fazla olduğu günler sayısıyla ilgili analizleri yapılan indisler için Ocak, Temmuz, Mayıs ve Ekim ayları için herhangi bir eğilime rastlanmamıştır. Bu çalışmada, 134 istasyon için yıllık maksimum ve minimum sıcaklık ve yağış verileri ile 14 iklim indisinin eğilim analizi 1965-2006 yılları için yapılmıştır. Yapılan araştırmanın sonuçları göstermektedir ki; yıllık maksimum sıcaklıklar için Temmuz, Ekim ve Mayıs aylarında Türkiye genelinde bir artış mevcuttur. Aynı şekilde yıllık minimum sıcaklık değerleri Temmuz ve Ekim ayları için artış göstermektedir. Yaz günleri ve tropik geceler sayısında artış olmakla beraber, büyüme sezonu uzunluğu ve buz günlerinde herhangi bir eğilime rastlanmamıştır. Ülke genelinde yağış deseni için de herhangi bir eğilim mevcut değildir. Aylık maksimum ve minimum sıcaklık değerleri Temmuz aylarında artış göstermekte fakat Ocak ayları için herhangi bir eğilim bulunmamaktadır. Sonuç olarak ülke çapında maksimum ve minimum sıcaklıkları etkileyen bir ısınma eğilimi olmakla beraber, yağış için herhangi bir eğilim bulunamamıştır