GFDL-ESM2M Modeli temelinde RCP4.5 ve RCP8.5 senaryolarına göre Türkiye için sıcaklık ve yağış projeksiyonları

Abstract

Senaryo, gelecekteki bazı olayları resmeden hikâyelerdir. Senaryo geleceğin tahmini değil, olması muhtemel alternatif durumların tanımlanmasıdır. Bunun yanında, emisyon senaryoları, iklim değişikliği çalışmalarının en önemli bileşenlerinden birini teşkil etmektedir. İklim geniş bölgelerde çok uzun zaman içinde gerçekleşen ortalama hava koşullarıdır. İklim değişikliği ise “nedeni ne olursa olsun iklimin ortalama durumunda veya değişkenliğinde onlarca yıl ya da daha uzun süre boyunca gerçekleşen değişiklikler” biçiminde tanımlanmaktadır. IPCC raporlarında da belirtildiği üzere Türkiye, iklim değişikliğine karşı en hassas bölgelerden biri olan Doğu Akdeniz havzasında yer almaktadır. İklim değişikliğinin olumsuz etkilerini en aza indirmek, sektörel bazda iklim değişikliğine uyum ve mücadele faaliyetlerini desteklemek amacıyla havza, bölge ve il düzeyinde sıcaklık ve yağış projeksiyonları geliştirilmiştir. Bu çalışmada, Amerika Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi (NOAA)’ne bağlı Jeofizik Akışkanlar Dinamiği Laboratuarı (GFDL-Geophysical Fluid Dynamics Laboratory) tarafından geliştirilen GFDL-ESM2M küresel dolaşım modelinin çıktıları kullanılmıştır. Çalışmada tercih edilen RCP4.5 ve RCP8.5 senaryoları IPCC 5. Değerlendirme Raporu’nda oldukça fazla tercih edilen senaryolardır. Düşük çözünürlükte olan küresel model datalarından daha yüksek çözünürlüklü parametreler elde etmek amacıyla RegCM4.3.4 Bölgesel İklim Modeli ile Nesting (İç içe simülasyonlar) yöntemiyle dinamik ölçek küçültme yapılarak 130x180 grid matrisinde 20 km çözünürlükte, 1971-2000 referans periyoduna göre 2016-2040, 2041-2070, 2071-2099 yılları için sıcaklık ve yağış projeksiyonları üretilmiştir. Projeksiyon sonuçlarına göre; yıllık ortalama sıcaklıkta RCP4.5 senaryosuna göre ortalama 1,5°C, RCP8.5 senaryosuna göre ortalama 2,5°C artış ön görülmektedir. Yağış miktarlarında RCP4.5 senaryosuna göre ortalama olarak 10-15 mm/yıl, RCP8.5 senaryosuna göre ortalama olarak 105-110 mm/yıl civarında azalışlar öngörülmektedir. Sıcaklık ve yağış ortalamalarındaki değişiklikler ülkemizin çok çeşitli coğrafik özelliklere sahip olması nedeniyle bölgesel, havza ve il bazında farklılıklar göstermektedir. Sıcaklık artışı açısından en hassas havza olarak Fırat-Dicle havzası, yıllık ortalama yağış değişimi açısından ise Akdeniz Bölgesi içerisinde yer alan havzaların en hassas yöreler olması ön görülmektedir

Keywords

• İklim değişikliği, IPCC, GFDL-ESM2M, RegCM4.3.4, RCPs

Temperature and precipitation projections based on GFDL-ESM2M using RCP4.5 and RCP8.5 scenarios for Turkey

Abstract

Scenario is a story that depicts some events in future. Scenario is not a forecast or a prediction of future, it is description of the possible alternative cases. Additionally, the emission scenario is one of the most important components of climate change studies. Climate is the average weather conditions that occur in a wide area in a very long time. Climate change refers to a change in the state of the climate that can be identified by changes in the mean and/or the variability of its properties and that persists for an extended period, typically decades or longer. Turkey is located in the eastern Mediterranean basin, one of the most vulnerable regions to climate change as stated in the IPCC report. Basin-based, regional-based and provincial-based temperature and precipitation projections were developed for minimizing the negative effects of climate change adaptation and to support activities to combat climate change on a sectoral basis. In this study, GFDL-ESM2M global circulation model outputs, developed by the Geophysical Fluid Dynamics Laboratory connected to the National Oceanic and Atmospheric Administration in United States, were used. Selected scenarios (RCP4.5 and RCP8.5) of this study were the most preferred scenarios in the IPCC 5th Assessment Report. In order to obtain high-resolution climatic parameters from thelow-resolutionglobal model data, nesting method (Nested simulations) were used with Regional Climate Model RegCM4.3.4, then temperature and precipitation projections were produced for 2016-2040, 2041-2070, 2071-2099 periods, relative to the 1971-2000 reference period with 20 km resolution in 130x180 grid matrix. According to results; the increase that is expected in annual mean temperature is 1,5°C based on RCP4.5, and 2.5°C based on RCP8.5. In the amount of precipitation, an average decrease of 10-15 mm/year and 105-110 mm/year is expected based on RCP4.5 and RCP8.5 respectively. Changes in mean temperature and precipitation show some differences on regional, watershed, and provincial level due to various geographical features of our country. Fırat-Dicle basin draws attention as the most sensitive basin in terms of temperature increase. In terms of average annual precipitation change, it is expected that basins, located in Mediterranean Region, will be the most sensitive regions

Keywords

• Climate Change, IPCC, GFDL-ESM2M, RegCM4.3.4, RCPs

References

1. Akçakaya, A.; Eskioğlu, O.; Atay, H.; Demir, Ö. (2013) Yeni Senaryolar İle Türkiye İçin İklim Değişikliği Projeksiyonları- TR2013-CC. Meteoroloji Genel Müdürlüğü Yayını, 67s., Ankara.
2. Akçakaya, A.; Sümer, U.M.; Demircan, M.; Demir, Ö.; Atay, H.; Eskioğlu, O.; Gürkan, H.; Yazıcı, B.; Kocatürk, A.; Şensoy S.; Bölük, E.; Arabacı, H.; Açar, Y.; Ekici, M.; Yağan, S; Çukurçayır, F. (2015) Yeni Senaryolarla Türkiye İklim Projeksiyonları ve İklim Değişikliği-TR2015-CC. Meteoroloji Genel Müdürlüğü yayını, 149 s., Ankara.
3. Altınsoy, H.; Öztürk, T.; Türkeş, M.; Kurnaz, M.L. (2011) “Küresel iklim modeli kullanılarak Akdeniz Havzası’nın gelecek hava sıcaklığı ve yağış değişikliklerinin kestirilmesi”, In: Proceedings of the National Geographical Congress with International Participation (CD-R), ISBN 978-975-6686-04-1, 7-10 Sep. 2011, Türk Coğrafya Kurumu, İstanbul Üniversitesi.
4. Demir Ö.; Atay, H.; Eskioğlu O.; Tuvan, A.; Demircan M.; Akçakaya, A. (2013) “RCP4.5 Senaryosuna Göre Türkiye’de Sıcaklık ve Yağış Projeksiyonları”, III. Türkiye İklim Değişikliği Kongresi, TİKDEK 2013 3 - 5 Haziran 2013, İstanbul, http://www.mgm.gov.tr/FILES/iklim/rcp-45.pdf
5. Demircan, M.; Demir, Ö.; Atay, H.; Eskioğlu, O.; Tüvan, A. Akçakaya, A. (2014a) “Climate Change Projections for Turkey with New Scenarios”, The Climate Change and Climate Dynamics Conference-2014 – CCCD2014, İstanbul, Türkiye.
6. Demircan M.; Demir Ö.; Atay, H.; Eskioğlu O.; Yazıcı, B.; Gürkan, H.; Tuvan, A.; Akçakaya, A. (2014b) “Türkiye’de Yeni Senaryolara Göre İklim Değişikliği Projeksiyonları”, TÜCAUM - VIII. Coğrafya Sempozyumu, Ankara.
7. Elguindi, N.; Bi, X.; Giorgi, F.; Nagarajan, B.; Pal, J.; Solmon, F.; Rauscher, S.; Zakey, A.; Giuliani, G. (2011) “Regional Climatic Model RegCM User Manual Version 4.1”, The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics, Italy.
8. Fisher, B,; Nakicenovic, N.; Alfsen, K.; Corfee, M.J.; De la Chesnaye, F.; Hourcade, J.C.; Jiang, K.; Kainuma, M.; La Rovere, E.; Matysek, A.; Rana, A.; Riahi, K.; Richels, R.; Rose, S.; Van Vuuren, DP.; Warren, R. (2007) “Issues related to mitigation in the long-term context”, In: Climate change 2007: Mitigation. Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

9. Gregory, W.L., Duran, A. (2001) Scenarios and Acceptance of Forecasts. Principles of Forecasting: A Handbook for Researchers and Practitioners, Edited by J. Scott Armstrong. Springer Science-Business Media, inc. New York.
10. Gürkan., H.; Demir,Ö.; Atay, H.; Eskioğlu, O.; Demircan, M.; Yazıcı, B.; Kocatürk, A.; Akçakaya, A. (2015) “MPI-ESM- MR Modelinin RCP4.5 ve RCP8.5 Senaryolarına Göre Sıcaklık ve Yağış Projeksiyonları”, VII. Uluslararası Katılımlı Atmosfer Bilimleri Sempozyumu, 28-30 Nisan 2015, İstanbul Teknik Üniversitesi İstanbul Aydın Üniversitesi, İstanbul, Türkiye, http://www.atmosfer.itu.edu.tr/wp-content/uploads/2015/05/Cilt2.rar
11. Met Office (2011) Climate: Observations, projecitons and impacts (Turkey), Met Office, United Kingdom.
12. Moss, R.H.; Edmonds, J.A.; Hibbard, K.A.; Manning, M.R.; Rose, S.K.; Vuuren, D.P.; Carter, T.R.; Emori, S.; Kainuma, M.; Kram, T.; Meehl, G.A.; Mitchell, J.F.B.; Nakicenovic, N.; Riahi, K.; Smith, S.J.; Stouffer, R.J.; Thomson, A.M.; Weyant, J.P.; Wilbanks, T.J. (2010) “The Next Generation Of Scenarios For Climate Change Research and Assesment”, Nature, 2010 : Vol 463j1 1 February 2010jdoi:10.1038/nature08823.
13. IPCC (2000) Special Report on Emissions Scenarios, Cambridge University Press, England.
14. IPCC (2006) Report of The 25th Session of the IPCC, Port Louis, Mauritius.
15. IPCC (2008) Towards new scenarios for analysis of emissions, climate change, impacts, and response strategies, IPCC Expert Meeting Report on New Scenarios, Noordwijkerhout, Intergovernmental Panel on Climate Change.
16. IPCC (2013) Climate Change 2013, The Physical Science Basis, Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, England. http://www.climatechange2013.org/images/report/WG1AR5_ALL_FINAL.pdf
17. Riahi, K.; Rao, S.; Krey, V.; Cho, C.; Chirkov, V.; Fischer, G.; Kindermann, G.; Nakicenovic, N.; Rafaj, P. (2011) “RCP 8.5 - A scenario of comparatively high greenhouse gas emissions” Climatic Change (2011) 109: 33. doi:10.1007/s10584- 011-0149-y.
18. Thomson, A.M.; Calvin, K.V.; Smith, S.J.; Kyle, G.P.; Volke, A.; Patel, P.; Arias, S.D.; Lamberty, B.B.; Wise, M.A.; Clarke, L.E.; Edmonds, J.A. (2011) “RCP4.5: a pathway for stabilization of radiative forcing by 2100”, Climatic Change (2011) 109: 77. doi:10.1007/s10584-011-0151-4.
19. Önol, B.; Bozkurt, D.; Turunçoğlu, U.U.; Şen, Ö.L.; Dalfes, H.N. (2014) “Evaluation of the twenty-first century RCM simulations driven by multiple GCMs over the Eastern Mediterranean–Black Sea region”, Climate Dynamics (2014) 42:1949–1965 DOI 10.1007/s00382-013-1966-7.
20. UNFCC (1994) İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi.