Türkiye’de Büyüme Derece Günlerinin Zamansal ve Mekânsal Trendinin İncelenmesi

Abstract

Küresel ısınmanın etkileri, dünyanın her bölgesinde aynı şiddette değildir. Doğu Akdeniz Havzasında bulunan Türkiye, bu ısınmadan etkilenen alanlardan birisidir. Yaz kuraklığının önemli derecede hissedildiği Türkiye’de, küresel ısınma nedeniyle iklimsel koşullar sürekli olarak değişmektedir. Bu yüzden, iklim kontrolündeki fenolojik olayların sürekli olarak gözlenmesi gerekmektedir. Fenolojik olayların araştırılmasında, uzaktan algılama sistemleri, meteorolojik gözlemler ve tür bazlı lokal değerlendirmeler gibi çeşitli metotlar kullanılmaktadır. Büyüme derece günleri (BDG), meteorolojik değişkenliği esas alan fenolojik tahmin modellerinden birisidir. Bu çalışmada, Türkiye’de BDG’lerdeki, yıllık ve mevsimsel trendleri belirlemek için 147 adet meteoroloji gözlem istasyonun günlük maksimum ve günlük minimum sıcaklık kayıtları kullanılmıştır. Çeşitli periyotlardaki BDG trendleri, Mann-Kendall sıralı istatistik metoduyla belirlenmiştir. Araştırma sonuçlarına göre, 1970’ten 2018 yılına kadar BDG’deki mevsimsel ve yıllık eğilimler pozitif karakterdedir. İklimsel değişimlerin kontrolündeki bu süreçte, Türkiye’de önemli fenolojik kaymalar meydana gelmiştir. Yaz mevsiminde gözlenen BDG artışları; tarım ve ormancılıkta, kuraklığa dayalı sıcaklık stresini daha da arttırmış olabilir. Çalışmada bulunan pozitif eğilimlerin endüstri, tarım, yerleşme, doğal kaynaklar vasıtasıyla doğal ekosistemler üzerinde etkili olabileceği düşünülmektedir. Bu nedenle sıcaklık ve yağış gibi temel iklimsel parametrelerin daha lokal ölçeklerde toplanması gerekmektedir.

Keywords

• İklim Değişkenliği
• Büyüme Derece Günleri
• Sıcaklık
• Fenoloji
• Trend
• Türkiye

An Examination of Temporal and Spatial Trends of Growing Degree Days in Turkey

Abstract

The effects of global warming are not the same in every region of the world. Turkey in the Eastern Mediterranean Basin is one of the areas affected by this warming. Summer drought significantly felt in Turkey, where climatic conditions are constantly changing due to global warming. Therefore, it is necessary to continuously observed phenological events in the climate control. Various methods such as remote sensing systems, meteorological observations and species-based local evaluations are used in the investigation of phenological events. Growing degree-days (GDD) is one of the phenological prediction models based on meteorological variability. In this study, daily maximum and daily minimum temperature records of 147 meteorological observation stations were used to determine annual and seasonal trends of GDD in Turkey. GDD trends in various periods were determined by Mann-Kendall sequential statistics method. According to the survey, seasonal and annual trends in from 1970 to 2018 GDD are positive characters. In this process in the control of climate change, important phenological shifts have occurred in Turkey. BDG increases observed in summer; In agriculture and forestry, it may have increased drought-based heat stress even more. The positive trends in the study are thought to be effective on natural ecosystems through industry, agriculture, settlement, and natural resources. For this reason, basic climatic parameters such as temperature and precipitation need to be collected at more local scales.

Keywords

• Climate Variation
• Growing Degree-Days
• Temperature
• Phenology
• Trend
• Turkey

References

1. Adams N.E., (2013), Using growing degree days for ınsect management, University of New Hampshire, Cooperative Extension, 1-4.
2. Ayaz M., Varol N., (2015), İklim parametrelerindeki değişimlerin (sıcaklık, yağış, kar, nispi nem, sis, dolu, rüzgâr) zeytin yetiştiriciliği üzerine etkileri, Zeytin Bilimi, 5(1), 33-40.
3. Bolle H.J., (2003), Climate, climate variability, and ımpacts in the mediterranean area: an overview, H. J. Bolle, M. Menenti, I. Rasool'un İçinde, Regional Climate Studies, Springer, Berlin, ss.5-85.
4. Bukun B., (2004), Critical periods for weed control ın cotton in Turkey, Weed Ressearch, 44(5), 404-412.
5. Büyükalaca O., Bulut H., Yılmaz T., (2001), Analysis of variable-base heating and cooling degree-days for Turkey, Appl. Energy 69(4), 269-283.
6. De Beurs K.M., Henebry G.M., (2005), Land surface phenology and temperature variations in the ınternational geosphere-biosphere program high-latitude transects, Global Change Biology, 11(5), 779-790.
7. De Beurs K.M., Henebry G.M., (2010), Spatio-temporal statistical methods for modelling land surface phenology, I. L. Hudson, & M. R. Keatley İçinde, Phenological Research: Methods for Environmental and Climate Change Analysis, Springer, London, ss.177-208.
8. Demircan M., Demir Ö., Atay H., Eskioğlu O., Yazıcı B., Gürkan H., Akçakaya A., (2014), Türkiye’de yeni senaryolara göre iklim değişikliği projeksiyonları, TÜCAUM VIII Coğrafya Sempozyumu, ss.1-10.

9. Domroes M., El-Tantawi A., (2005), Recent temporal and spatial temperature changes in Egypt, International Journal of Climatology: A Journal of the Royal Meteorological Society, 25(1), 51-63.
10. Erlat E., (2013), İklim sistemi ve iklim değişmeleri (4b), Ege Üniversitesi Basımevi, İzmir.
11. Erlat E., Ölgen K., (2008), Türkiye'de don olaylı gün sayılarının başlama ve sona erme tarihlerinde gözlenen eğilim ve değişiklikler, V. Ulusal Coğrafya Sempozyumu, 16-17 Ekim, Bildiriler Kitabı, ss.331-338.
12. Erlat E., Yavaşlı D.D., (2009), Ege bölgesinde tropikal gün ve yaz günü sayılarındaki değişim ve eğilimler, Ege Coğrafya Dergisi, 18(1-2), 1-15.
13. Fenner M., (1998), The Phenology of growth and reproduction in plants, Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics, 1(1), 78-91.
14. Forland E.J., Skaugen T.E., Benestad R.E., Bauer I.H., Tveito O.E., (2004), Variations in thermal growing, heating, and freezing indices in the Nordic Arctic, 1900-2050, Arctic, Antarctic, and Alpine Research, 36(3), 347-356.
15. Göksu G., Karabulut M., Karakoç A., (2015), Türkiye'de bitki örtüsünün spot vegetation verileri ile incelenmesi, Coğrafyacılar Derneği Uluslararası Kongresi, 21-23 Mayıs, Gazi Üniversitesi, Ankara, ss.55-65.
16. Grigorieva E.A., Matzarakis A., (2010), Growing degree days at the Russian Far East, 7th Conference on Biometeorology (BIOMET7), 12-14 April, Albert-Ludwigs-University of Freiburg, Germany, ss.44-49.
17. Hassan Q., Bourque A., Meng F.R., Richards W., (2007), Spatial mapping of growing degree days:an application of MODIS-based surface temperatures and enhanced vegetation index, Journal of Applied Remote Sensing, 1(1), 013511, doi: 10.1117/1.2740040.
18. Hinchliffe D.J., Meredith W.R., Delhorn C.D., Thibodeaux D.P., Fang D.D., (2011), Elevated growing degree days influence transition stage timing during cotton fiber development resulting in increased fiber-bundle strength, Crop Science, 51(4), 1683-1692.
19. Hirsch R.M., Slack J.R., Smith R.A., (1982), Techniques of trend analysis for monthly water quality data, Water Resources Resarch, 18(1), 107-121.
20. IPCC, (1991), Intergovernmental panel on climate change, Report of the Fourth Session of the IPCC Bureau.
21. 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, Cambridege Universty Press, 1552ss.
22. IPCC-AR4, (2007), Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, New York: Cambridge University Press, Summary for Policymakers, ss.1-18.
23. Iqbal J., Read J.J., Whisler F.D., (2013), Using Remote sensing and soil physical properties for predicting the spatial distribution of cotton lint yield, Turkish Journal of Fields Crops, 18(2), 158-165.
24. Kadıoğlu M., (1997), Trends in surface air temperature data over Turkey, Internationel Journal of Climatology A Journal of the Royal Meteorological Society, 17(5), 511-520.
25. Kadıoğlu M., (2009), Küresel iklim değişimi ve Türkiye, II. Enerji Verimliliği Kongresi, Mühendis ve Makine Kocaeli, ss.15-25.
26. Kadıoğlu M., Şaylan L., (2001), Trends of growing degree-days in Turkey, Water, Air and Soil Pollution, 126(1), 83-96.
27. Kadıoğlu M., Şen Z., Gültekin L., (2001), Variations and trends in Turkish seasonal heating and cooling degree-days, Climatic Change, 49(1), 209-223.
28. Kadıoğlu M., Toros H., Kurtuluş B., (1993), Küresel ısınma ve Türkiye'de iklim değişimi, Türkiye Ulusal Jeodezi-Jeofizik Birliği Genel Kurulu, Ankara, ss.209-223.
29. Kalaycı S., Kahya E., (1998), Susurluk Havzası nehirlerinde su kalitesi trendlerinin belirlenmesi, Tr. J. of Engineering and Environmental Science, 22, 503-514.
30. Kara N., (2015), Yield, quality, and growing degree days of anise (pimpinella anisum l.) under different agronomic practices, Turk J Agric For., 39(6), 1014-1022.
31. Karabulut M., (2006), NOAA AVHRR verilerini kullanarak Türkiye’de bitki örtüsünün izlenmesi ve incelenmesi, Coğrafi Bilimler Dergisi, 4(1), 29-42.
32. Karabulut M., (2008), Küresel ısınma ve iklim değişikliği, Çevre Kirliliği ve Kontrolü'nün İçinde (Çınar Ö. Ed.), Nobel Yayınevi, Ankara, ss.165-193.
33. Karabulut M., (2012), Doğu Akdeniz’de ekstrem maksimum ve minimum sıcaklıkların trend analizi, KSÜ Doğa Bilimleri Dergisi (Özel Sayı), 37-44.
34. Karabulut M., (2014), Klimatolojide araştırma yöntemleri, Coğrafya Araştırma Yöntemleri'nin İçinde (Arı Y., Kaya İ., Ed.), Balıkesir Coğrafyacılar Derneği, ss. 341-350.
35. Karabulut M., (2015), Drought analysis in Antakya-Kahramanmaraş Graben, Turkey, Journal of Arid Land, 7(6), 741-754.
36. Karabulut M., Cosun F., (2009), Kahramanmaras linde yağısların trend analizi, Coğrafi Bilimler Dergisi, 7(1), 65-83.
37. Karakoç A., Karabulut M., (2020), Otlakların izlenmesinde hiperspektral uzaktan algılama: değişen bilgi boyutları, ölçme yöntemleri ve ölçülen temel parametreler, 21. Yüzyılda Türkiye Coğrafyası Araştırmaları'nın İçinde (Akbaş F., Atış E., Ed.), Gazi Kitapevi, Ankara, ss.25-42.
38. Kaya S., (2010), Büyüme-derece-günlere dayalı bitki katsayıları kullanılarak erzurum koşullarında patatesin sulama planlaması, Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi, 3(2), 11-16.
39. Kayaçetin F., Önemli F., Yılmaz G., Khawar K.M., Kınay A., Hatipoğlu H., Kivilcim M.N., Kara N., Köse A., Sefaoğlu F., Özaydin K.A., (2019), Growing degree day and seed yield relationships in mustard (Brassica Juncea L.) under different sowing seasons and locations of Turkey, Journal of Agricultural Sciences, 25(3), 298-308.
40. Kızılelma Y., Karabulut M., (2011), Şanlıurfa İli'nde kuraklık analizi, I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Orman Fakültesi, Kahramanmaraş, ss.1141-1151.
41. Kızılelma Y., Çelik M.A., Karabulut M., (2015), İç anadolu bölgesinde sıcaklık ve yağışların trend analizi, Türk Coğrafya Dergisi, 64, 1-10.
42. Körner C., (2003), Alpine plant life: functional plant ecology of high mountain ecosystems, Springer Science & Business Media, ss.11-16.
43. Körner C., Basler D., (2010), Plant science, phenology under global warming, Science, 327(5972), 1461-1462.
44. Köse B., Ateş S., Çelik H., (2014), Samsun’da yetiştirilen bazı üzüm çeşitlerinin ilkbahar geç donlarından etkilenme derecelerinin belirlenmesi, Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 1(2), 162-169.
45. Krehbiel C., (2015), Impacts of urban areas on vegetation development along rural-urban gradients in the upper midwest: 2003-2012, Master of Science, South Dakota State University, 105ss.
46. Leon A.J., Lee M., Andrade A.H., (2001), Quantitative Trait loci for growing degree days to flowering and photoperiod response in sunflower (Helianthus Annuus L.), Theor Appl Genet, 102(4), 497-503.
47. Matzarakis A., Ivanova D., Balafoutis C., Makrogiannis T., (2007), Climatology of growing degree days in greece, Climate Research, 34(3), 233-240.
48. McMaster G.S., Wilhelm W.W., (1997), Growing degree-days: one equation, two interpretations, A Agricultural and forest meteorology, 87(4), 291-300.
49. McMaster G.S., Wilhelm W.W., Frank A.B., (2005), Developmental Sequences For Simulating Crop Phenology For Water-Limiting Conditions, Australian Journal of Agricultural Research, 56(11), 1277-1288.
50. Miller P., Lanier W., Brandt S., (2001), Using growing degree days to predict plant stages, Ag/Extension Communications Coordinator, Communications Services, Montana State University, Bozeman, MO, 59717(406), 994-2721.
51. Murray M.S., (2008), Using degree days to time treatments for insect pests, Utah Pests Fact Sheet, 1-5.
52. Nekovar J., Kock E., Kubin E., Nejedlik P., Sparks T., Wielgolaski F., (2008), Cost action 725: the history and current status of plant phenology in Europe, Vammalan Kirjapaino Oy, Finland: Finnish Forest Research Institute Muhos Research Unit and COST Office.
53. Nielsen D.C., Hinkle S.E., (1996), Field evaluation of basal crop coefficients for corn based on growing degree days, growth stage or time, Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, 39(1), 97-103.
54. Öktem A., Ağırmatlıoğlu A., (2006), Farklı tarihlerde ekilen buğday (triticum ssp.) genotiplerinde bazı gelişme dönemleri için gerekli GDD (Growing Degree Days) Değerlerinin belirlenmesi, Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 37(1), 29-37.
55. Öztürk K., (2002), Küresel iklim değişikliği ve Türkiye’ye olası etkileri, Gazi Üniversitesi, Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 22(1), 47-65.
56. Partal T., (2003), Türkiye yağıs verilerinin trend analizi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
57. Pastor F., Valiente J.A., Palau J.L., (2018), Sea surface temperature in the Mediterranean: trends and spatial patterns (1982–2016) Pure Appl. Geophys., 175, 4017-4029.
58. Roltsch W.J., Zalom F.G., Strawn A.J., Strand J.F., Pitcairn M.J., (1999), Evaluation of several degree-day estimation methods in California climates, Int J Biometeorol: Methods in Phenology, 42(4), 169-176.
59. Sakurai R., Jacobson S., Koboric H., Primack R., Oka K., Komatsu N., Machida R., (2011), Culture and climate change: Japanese cherry blossom festivals and stakeholders’ knowledge and attitudes about global climate changeattitudes about global climate change, Biological Conservion, 144(1), 654-658.
60. Short F.T., Kostenb S., Morganc P.A., Maloned S., (2016), Impacts of climate change on submerged and emergent wetland plants, Aquatic Botany, 135, 3-17.
61. Şensoy S., Sağır R., Eken M., Ulupınar Y., (2007), Türkiye uzun yıllar ısıtma ve soğutma gün dereceleri, Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü, Ankara.
62. Şensoy S., Türkoğlu N., Akçakaya A., Ulupınar Y., Ekici M., Demircan M., Atay H., Tüvan A., Demirbaş H., (2013), Trends in Turkey climate ındices from 1960 to 2010, 6th Atmospheric Science Symposium, 24-26 April, ITU, Istanbul, Turkey.
63. Şensoy S., (2015), Türkiye’de iklim değişikliğinin meyve ağaçları ve buğdayın fenolojik dönemleri üzerine etkisi, Yüksek lisans tezi, Ankara Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Coğrafya (Fiziki Coğrafya) Anabilim Dalı, Ankara.
64. Şişman E., (2019), Ege ve Akdeniz kıyılarında deniz suyu sıcaklıkları için soğuma döneminde trend analizleri, Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 5(2), 291-304.
65. Tarnavsky E., Garrigues S., Brown M.E., (2008), Multiscale geostatistical analysis of AVHRR, SPOT-VGT and MODIS global NDVI products, Remote Sensing of Environment, 112(2), 535-549.
66. Topal E., Yücel B., Yıldızdal İ., Takma Ç., Aydın M., Karaca Ü., (2017), Kiraz tozlaşmasında bal arısı (Apis Mellifera L.) ve Bombus arısının (Bombus Terrestris) kimi davranış özelliklerinin ve çevresel sıcaklık değişiminin bitki fenolojisi ile verim üzerine etkileri, Hayvansal Üretim, 58(2), 24-33.
67. Topuz M., (2017), Çukurova'da yağışların trend analizi, Çukurova Araştırmaları Dergisi, 3(1), 173-181.
68. Türkeş M., (1996), Observed changes in maximum and minimum temperatures in Turkey, International Journal of Climatology, 16(4), 463-477.
69. Türkeş M., (2003), Sera gazı salımlarının azaltılması için sürdürülebilir teknolojik ve davranışsal seçenekler, V. Ulusal Çevre Mühendisliği Kongresi, TMMOB Çevre Mühendisleri Odası, Ankara, ss. 267-285.
70. Türkeş M., Sümer U.M., Çetiner G., (2000), Küresel iklim değişikliği ve olası etkileri, Çevre Bakanlığı, Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi Seminer Notları (13 Nisan 2000, İstanbul Sanayi Odası), Ankara ÇKÖK Genel Müdürlüğü, ss.7-24.
71. Türkoğlu N., Çiçek İ., Şensoy S., (2012), Türkiye'de iklim değişikliğinin meyve ağaçları ve tarla bitkilerinin fenolojik dönemlerine etkileri, TÜCAUM Uluslararası Coğrafya Sempozyumu Kitabı, Ankara, ss.60-71.
72. Türkoğlu N., Şensoy S., Aydın O., (2016), Türkiye’de iklim değişikliğinin elma, kiraz ve buğdayın fenolojik dönemlerine etkileri, International Journal of Human Sciences, 13(1), 1036.
73. Yang S., Logan J., Coffey D.L., (1995), Mathematical formulae for calculating the base temperature for growing degree days, Agricultural and Forest Meteorology, 74(1-2), 61-74.
74. Yıldırım A., (2015), Trend analizi yöntemleri: Orta Fırat Havzası uygulaması, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Enerji Enstitüsü, İstanbul.
75. Yildiz I., Sosaoglu B., (2007), Spatial distributions of heating, cooling, and industrial degree-days in Turkey, Theor Appl Climatol, 90, 90(3), 249-261.
76. Yılmaz E., (2019), Türkiye’de aylık sıcaklık ve aylık sıcaklık farklarındaki eğilimler ve sıcaklık eğilim grupları (monthly temperature, temperature difference trends and trends groups in Turkey). International Journal of Human Sciences, 16(2), 393-427.
77. Yücel A., Atılgan A., Aktaş H., (2019), Modeling of growth degree-day values of Tomato (Solanum lycopersicum L.) plant: the case of Çukurova region, Turkish Journal of Agriculture - Food Science and Technology, 7(sp2), 23-28.
78. Yu Y., Zou S., Whittemore D., (1993), Non-parametric trend analysis of water quality data of rivers in Kansas, Journal of Hydrology, 150(1), 61-80.