Determining the Climate Classes and Producing GIS-Based Climate Boundary Maps of Bartın Province

Abstract

Climate refers to the average of meteorological events and weather conditions observed over a long period of time for a region. Many scientists have made different climate classifications. The main goal in these classifications is to determine the similarities of the investigated environments by identifying climate types. Determining climate characteristics and understanding climate boundaries contribute to the sustainability of resources in the region and aid in the preparation of land use plans. It is clear that assessment the boundaries of various climate types to ensure sustainability of regional resources and land use plans. In this study, it was aimed to determine climate boundaries in order to prevent climate-related problems. For this purpose, in this study, the creation of the climate boundary maps of Bartın province (Amasra, Kurucaşile, Merkez District and Ulus) was taken as a basis, based on the need to form a basis for planning. For this reason, the water balance of each district station was calculated using measurement data from four meteorological stations located in the districts of Bartın province for the last thirty years, utilizing the Thornthwaite climate classification method. Additionally, climate types were determined using the Thornthwaite, Trewartha, Erinç, De Martonne, Köppen, and Trewartha climate classification methods. Then, Geographic Information System (GIS)-based climate boundary maps were produced by applying the Kriging interpolation method to the data associated with the location.

Keywords

• Climate Classification
• Climate Boundary Map
• Water Balance
• Thornthwaite Method
• Kriging Interpolation Method
• GIS

Bartın İlinin İklim Sınıflarının Belirlenmesi ve CBS Tabanlı İklim Sınır Haritalarının Oluşturulması

Abstract

İklim, bir bölge için uzun bir süre boyunca gözlemlenen meteorolojik olayların ortalamasını ve hava koşullarını ifade etmektedir. İklim konusunda uzman pek çok araştırmacı tarafından çeşitli sınıflandırmalar yapılmıştır. Bu sınıflandırmalarda temel hedef iklim türlerini tespit ederek araştırılan ortamların benzerliklerini belirlemektir. İklim özelliklerinin tespiti, iklim sınırlarının bilinmesine; bu durum da o yöredeki kaynakların sürdürülebilirliğine ve arazi kullanım planlarının hazırlanmasına katkı sağlamaktadır. Sürdürülebilir bölgesel kaynaklar ve doğrudan arazi kullanım planlarının sağlanması için farklı iklim türlerinin sınırlarının belirlenmesi esastır. Bu çalışmada, iklim kaynaklı sorunların önlenebilmesi amacıyla iklim sınırlarının belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla bu çalışmada, ileride yapılacak planlamalara altlık olması ve planlamalarda yararlanılabilmesi amaçlarıyla, Bartın ili (Amasra, Kurucaşile, Merkez İlçe ve Ulus) iklim sınır haritalarının oluşturulması esas alınmıştır. Bu nedenlerle Bartın ilinin ilçelerinde bulunan dört adet meteorolojik istasyona ait son otuz yıllık döneme ait ölçüm verileri ile Thornthwaite iklim sınıflama yöntemi kullanılarak her bir ilçe istasyonunun su bilançosu hesaplanmış, Thornthwaite, Trewartha, Erinç, De Martonne, Köppen ve Trewartha iklim sınıflama yöntemleri kullanılarak da iklim tipleri tespit edilmiştir. Daha sonra konumla ilişkilendirilen veriler, Kriging enterpolasyon metodu uygulanarak Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) tabanlı iklim sınır haritaları üretilmiştir.

Keywords

• İklim Sınıflandırması
• İklim Sınır Haritası
• Su Bilançosu
• Thornthwaite Yöntemi
• Kriging Enterpolasyon Yöntemi
• CBS

References

1. Akinci, H. (2022). Assessment of rainfall-induced landslide susceptibility in Artvin, Turkey using machine learning techniques. Journal of African Earth Sciences, 191, Article 104535. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2022.104535
2. Anagnostolpoulou, C., Tolika, K., Skoulikaris, C., & Zafirakou, A. (2017). Climate change assessments over a Greek catchment using RCM’s projection. In T. Karacostas, A. Bais & P. Nastos (Eds.), Perspectives on Atmospheric Sciences (pp. 655–661). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-35095-0_93
3. Aydeniz, A. (1985). Toprak amenajmanı. Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Yayını, No: 928, Ankara.
4. Bayar, R., (2005). Location choice for Shopping Mall Centers using GIS: case study of Ankara. Journal of Geographical Sciences, 3(2), 19–38.
5. Başaran, N., Matcı, D. K., & Avdan, U. (2022). Using multiple linear regression to analyze changes in forest area: the case study of Akdeniz Region. International Journal of Engineering and Geosciences, 7(3), 247–263. https://doi.org/10.26833/ijeg.976418
6. Beşel, C., & Tanır Kayıkçı, E. (2020). Investigation of Black Sea mean sea level variability by singular spectrum analysis. International Journal of Engineering and Geosciences, 5(1), 33–41. https://doi.org/10.26833/ijeg.580510
7. Bolat, İ., Kara, Ö., & Tok, E. (2018). Global warming and climate change: a practical study on Bartin, Zonguldak and Düzce. Journal of Bartin Faculty of Forestry, 20(1), 116–127. https://doi.org/10.24011/barofd.374840
8. Bostan, P. (2017). Basic kriging methods in geostatistics. Yuzuncu Yıl University Journal of Agricultural Sciences, 27(1), 10–20.

9. Bostancı, S. (2022). Yerel yönetimlerin iklim ve su politikaları. Journal of Emerging Economies and Policy, 7(1), 395–410.
10. Boz, A. O., Dönmez, Y., & Özyavuz, M. (2020). Use of climate maps in determining sustainable agriculture areas. Journal of Environmental Protection and Ecology, 21(3), 1062–1071.
11. Calda, B., An, N., Turp, M. T., & Kurnaz, M. L. (2020). Effects of climate change on the wildfires in the Mediterranean Basin. International Journal of Advances in Engineering and Pure Sciences, 32(1), 15–32. https://dx.doi.org/10.7240/jeps.571001
12. Carmin, J., Anguelovski, I., & Roberts, D. (2012). Urban climate adaptation in the global south: planning in an emerging policy domain. Journal of Planning Education and Research, 32(1), 18–32. https://doi.org/10.1177/0739456X11430951
13. Cetin, I. Z., Varol, T., & Ozel, H. B. (2020). Integrating of settlement area in urban and forest area of Bartin with climatic condition decision for managements. Air Quality, Atmosphere & Health, 13, 1013–1022. https://doi.org/10.1007/s11869-020-00871-1
14. Cetin, I. Z., Varol, T., & Ozel, H. B. (2023a). A geographic information systems and remote sensing–based approach to assess urban micro‑climate change and its impact on human health in Bartin, Turkey. Environmental Monitoring and Assessment, 195, Article 540. https://doi.org/10.1007/s10661-023-11105-z
15. Cetin, I. Z., Varol, T., Ozel, H. B., & Sevik, H. (2023b). The effects of climate on land use/cover: a case study in Turkey by using remote sensing data. Environmental Science and Pollution Research, 30, 5688–5699. https://doi.org/10.1007/s11356-022-22566-z
16. Climate Data. (2023). Dünya geneli şehirlerde iklim verileri. 2 Mayıs 2023’de https://tr.climate-data.org/ adresinden alındı.
17. Colak, H. E., & Memisoglu, T. (2021). Thornthwaite iklim sınıflandırma yöntemine göre Karadeniz Bölgesi iklim sınır haritasının CBS ile üretilmesi. Geomatik, 6(1), 31–43, https://doi.org/10.29128/geomatik.651702
18. De Martonne, E. (1942). Nouvelle carte mondial de l'indice d'aridité. Annales de Géographie, 288, 241–250.
19. Dost, R., & Kasiviswanathan, K. S. (2023). Quantification of water resource sustainability in response to drought risk assessment for Afghanistan River Basins. Natural Resources Research, 32, 235–256. https://doi.org/10.1007/s11053-022-10129-5
20. Dodson, R., & Marks, D. (1997). Daily air temperature interpolated at high spatial resolution over a large mountainous region. Climate Research, 8, 1–20. https://doi.org/10.3354/cr008001
21. Erinç, S. (1949). The climates of Turkey according to Thornthwaite’s classifications. Annals of the Association of American Geographers, 39(1), 26-46.
22. Gariano, S. L., & Guzzetti, F. (2016). Landslides in a changing Climate. Earth-Science Reviews, 162, 227–252.
23. Hammond, T., & Yarie, J. (1996). Spatial prediction of climatic state factor regions in Alaska. Ecoscience, 3(4), 490–501.
24. Holdaway, M. R. (1996). Spatial modeling and interpolation of monthly temperature using Kriging. Climate Research, 6, 215–225.
25. Hudson, G., & Wackernagel, H. (1994). Mapping temperature using kriging with external drift: theory and an example from Scotland. International Journal of Climatology, 14, 77–91.
26. Hulme, M., Conway, D., Jones, P. D., Jiang, T., Barrow, E. M., & Turney, C. (1995). Construction of a 1961–1990 European climatology for climate change modeling and impact applications. International Journal of Climatology, 15, 1333–1363.
27. Kaya, E. (2023). Evaluation of bioclimatic comfort area with heat index: A case study of Kocaeli. International Journal of Engineering and Geosciences, 8(1), 19–25. https://doi.org/10.26833/ijeg.988452
28. Krige, D. G. (1951). A statistical approach to some mine valuations and allied problems at the Witwatersrand. [M.Sc. Thesis, University of Witwatersrand]. ETD Collection. http://hdl.handle.net/10539/17975
29. Köppen, W. (1918). Klassifikation der klimada nach temperatur, niederschlag und jahresablauf (Classification of climates according to temperature, precipitation and seasonal cycle). Petermanns Geographische Mitteilungen, 64, 193–203.
30. Köppen, W., & Geiger, R. (1954). Klima der erde = Climate of the Earth. Justus Perthes.
31. Meteoroloji Genel Müdürlüğü. (2023). İklim sınıflandırması Bartın. T.C. Çevre Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı, Meteoroloji Genel Müdürlüğü. 21 Aralık 2023’de https://www.mgm.gov.tr/iklim/iklim-siniflandirmalari.aspx?m=BARTIN adresinden alındı.
32. Orhan, O., Dadaser-Celik, F., & Ekercin, S. (2019). Investigating land surface temperature changes using Landsat-5 data and real-time infrared thermometer measurements at Konya Closed Basin in Turkey. International Journal of Engineering and Geosciences, 4(1), 16–27. https://doi.org/10.26833/ijeg.417151
33. Özüpekçe, S. (2021). Drought analysis and relationship with water resources of Western Mediterrenean Basins closed area. International Journal of Geography and Geography Education (IGGE), 43, 317–337.
34. Petrick, N., Jubidi, M. F., & Ahmad Abir, I. (2023). Groundwater potential assessment of Penang Island, Malaysia, through integration of remote sensing and GIS with validation by 2D ERT. Natural Resources Research, 32, 523–541. https://doi.org/10.1007/s11053-023-10164-w
35. Saygılı, R. (2023). Türkiye mülki idare haritaları. 19 Aralık 2023’de http://cografyaharita.com/haritalarim/4l_bartin_ili_haritasi.png adresinden alındı.
36. Schendel, U. (1968). Messungen mit Grundwasserlysimetern über den Wasserverbrauch aus oberflächennahem Grundwasser. Z. Kulturtechn. Flurberein, 9, 314-326.
37. Şensoy, H., & Ateşoğlu, A. (2018). Bartın yöresinde iklim tipi değişikliğine yönelik bir değerlendirme. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 20(3), 576–582. https://doi.org/10.24011/barofd.439619
38. Sensoy, H., & Tanyel, M. (2022). Effect of heavy rain conditions on throughfall in evergreens and conifers in urban settings. Polish Journal of Environmental Studies, 31(1), 271–279. https://doi.org/10.15244/pjoes/139326
39. Taylan, E. D., & Damçayırı, D. (2016). Isparta Bölgesi Yağış değerlerinin IDW ve Kriging Enterpolasyon Yöntemleri ile tahmini. İMO Teknik Dergi, 27(3), 7551 - 7559.
40. Thornthwaite, C. W. (1948). An approach toward a rational classification of Climate. Geographical Review, 38(1), 55–94.
41. Trewartha, G. T. (1968). An introduction to climate. McGraw-Hill.
42. Turoğlu, H. (2014). İklim değişikliği ve Bartın Çayı havza yönetimi muhtemel sorunları. Coğrafi Bilimler Dergisi, 12(1), 1–22.
43. Türkiye İstatistik Kurumu. (2023). Adrese dayalı nüfus sayım sistemi istatistikleri. Türkiye İstatistik Kurumu (TÜİK). 19 Aralık 2023’de https://biruni.tuik.gov.tr/medas/?locale=tr adresinden alındı.
44. Üstüntaş, T. (2006). Sayısal arazi modellerinde bazı enterpolasyon yöntemlerinin karşılaştırılması. Selçuk Üniversitesi Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu Teknik-Online Dergi, 5(2), 41–48.
45. Willmott, C. J., & Matsuura, K. (1995). Smart interpolation of annually averaged air temperature in the United States. Journal of Applied Meteorology, 34, 2577–2586.
46. Willmott, C. J., & Robeson, S. M. (1995). Climatologically aided interpolation (CAI) of terrestrial air temperature. International Journal of Climatology, 15, 221–229.
47. Yaman, B., & Ertuğrul, M. (2020). Change-point detection and trend analysis in monthly, seasonal and annual air temperature and precipitation series in Bartın province in the western Black Sea region of Turkey. Geology, Geophysics and Environment, 46(3), 223–237. https://doi.org/10.7494/geol.2020.46.3.223
48. Yaprak, S., & Arslan, E. (2008). Kriging yöntemi ve geoit yüksekliklerinin enterpolasyonu. Jeodezi, Jeoinformasyon ve Arazi Yönetimi Dergisi, 1(98), 36–42.
49. Yeşilnacar, M. İ., Yazgan, M. S., & Gerger, R. (1998, 22–24 Haziran). GAP kapsamındaki illerin su bilançosu [Bildiri Sunumu]. II. Ulusal Hidroloji Kongresi, Istanbul, Türkiye.
50. Yılmaz, B. (2006). Bartın İli ve yakın çevresi peyzaj özelliklerini etkileyen iklim parametrelerinin analizi ve değerlendirilmesi. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 8(9), 33–41.
51. Yılmaz, G. (2023). Kuraklık ve sıcak hava dalgasının tarımsal üretim üzerine etkileri. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 9(2), 240–257. https://doi.org/10.21324/dacd.1220462