Kütahya İli Aylık Meteorolojik Kuraklıkların Mekânsal Dağılımı ve Karakteristik Özellikleri

Abstract

Su kaynaklarının sürdürülebilir yönetimi açısından, meteorolojik kuraklıkların mekânsal dağılımı, süresi, büyüklüğü ve şiddeti gibi kendine ait özelliklerinin belirlenmesi oldukça önemlidir. İncelenen kuraklığın zaman dilimleri arttıkça yani uzun dönem (6, 12 ve 24 ay gibi) kuraklıklarda meydana gelen kurak periyotlar klasik indis yöntemlerinde daha belirgin olarak görülmektedir. Fakat incelenen zaman dilimi kısa dönem (1 ve 3 ay) kuraklıklarda kurak periyotların karakteristik özelliklerinin doğru bir şekilde tanımlanması klasik indis yöntemleri oldukça zordur. Çalışma kapsamında Kütahya ilinin 1970-2017 yılları arası aylık meteorolojik kuraklıklarının zamansal ve mekânsal dağılımı Kütahya Merkez, Gediz, Simav, Tavşanlı, Emet ve Altıntaş meteoroloji gözlem istasyonu verileri kullanılarak Standartlaştırılmış Yağış İndisi (SPI) yöntemi ile belirlenmiştir. Bununla birlikte aylık kurak periyotların ve bu periyotların karakteristik özelliklerini doğru bir şekilde tanımlayan Kümülatif Standartlaştırılmış Kuraklık İndisi (CSDI) yöntemi kullanılarak Kütahya ilinin aylık meteorolojik kuraklıkların periyotlarını ve karakteristikleri belirlenmiştir. Çalışma sonucunda, Kütahya ilinde en uzun kurak periyotların 1984-1994 yılları arasında (Emet hariç) gerçekleştiği ve kısa süren meteorolojik kurakların daha şiddetli yaşandığı belirlenmiştir.

Keywords

• SPI
• CSDI
• Kütahya
• Kuraklık
• Kuraklık Şiddeti

Ethical Statement

Hazırlanan makalede etik kurul izni alınmasına gerek yoktur. Hazırlanan makalede herhangi bir kişi/kurum ile çıkar çatışması bulunmamaktadır.

The Spatial Distribution and Characteristics of Monthly Meteorological Droughts in Kütahya Province

Abstract

In terms of the sustainable management of water resources, it is crucial to determine the specific characteristics of meteorological droughts, such as their spatial distribution, duration, magnitude, and intensity. As the time scale of the analyzed drought increases, such as in long-term droughts (e.g., 6, 12, or 24 months)—the drought periods become more clearly identifiable using classical index methods. However, in short-term droughts (e.g., 1 or 3 months), accurately identifying the characteristic features of drought periods using these traditional indices becomes significantly more challenging. Within the scope of this study, the temporal and spatial distribution of monthly meteorological droughts in Kütahya Province between 1970 and 2017 was analyzed using the Standardized Precipitation Index (SPI), based on data from the Kütahya Central, Gediz, Simav, Tavsanlı, Emet, and Altıntaş meteorological observation stations. In addition, the Cumulative Standardized Drought Index (CSDI) method, which effectively captures the drought periods and their characteristic features on a monthly scale, was also applied to identify the periods and characteristics of meteorological droughts in the region. As a result of the study, it was determined that the longest drought periods in Kütahya occurred between 1984 and 1994 (except in Emet), and that short-term meteorological droughts tended to be more severe.

Keywords

• SPI
• CSDI
• Kütahya
• Drought
• Drought Intensity

Ethical Statement

The article does not require ethics committee approval. There is no conflict of interest with any person or institution in the article.

References

1. Kumanlıoğlu AA. A new approach for characterization of meteorological and hydrological droughts: Cumulative standardized drought index (CSDI). Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C 2023;131:103420. doi:10.1016/j.pce.2023.103420.
2. McKee TB, Doeskin NJ, Kleist J. The relationship of drought frequency and duration to time scales. İçinde: Proceedings of the 8th Conference on Applied Climatology. Anaheim, CA: Am Meteor Soc; 1993, s. 179-184.
3. Pettitt AN. A simple cumulative sum type statistics for thr change-point problem with zero-one observations. Biometrika 1980;67(1):79-84. doi:10.1093/biomet/67.1.79.
4. Özgürel M, Pamuk G, Topçuoğlu K. Ege Bölgesi koşullarında farklı iki kuraklık indisinin karşılaştırılması. Ege Üniv Ziraat Fak Derg 2003;40(1):95-102.
5. Kumanlioglu AA. Characterizing meteorological and hydrological droughts: A case study of the Gediz River Basin, Turkey. Meteorological Applications 2020;27(1):e1857. doi:10.1002/met.1857.
6. Öztürk Deniz Y, Ünlü R. Karadeniz Bölgesi’nde kurak ve nemli dönemlerin SPI yöntemi kullanılarak belirlenmesi. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi 2024;10(2):247-262. doi:10.21324/dacd.1383857.
7. Kumanlıoğlu A, Fıstıkoğlu O. Yukarı Gediz Havzası yağışlarının meteorolojik kuraklık analizi. DEU Müh Fak Fen ve Mühendislik Dergisi 2019;21(62):509-523. doi:10.21205/deufmd.2019216216.
8. Pedro-Monzonis M, Solera A, Ferrer J, Estrela T. A review of water scarcity and drought indexes in water resources planning and management. J Hydro 2015;527:482-493. doi:10.1016/j.jhydrol.2015.05.003.

9. Xu Y, Zhu X, Cheng X, Gun Z, Lin J, Zhao J, vd. Drought assessment of China in 2002-2017 based on comprehensive drought index. Agric For Meteorol 2022;319:108922. doi:10.1016/j.agrformet.2022.108922.
10. World Meteorological Organization (WMO) ve Global Water Partnership (GWP). Handbook of Drought Indicators and Indices (M. Svoboda ve B.A. Fuchs). Integrated Drought Management Programme (IDMP), Integrated Drought Management Tools and Guidelines Series 2. Geneva; 2016.
11. Akbaş F, Sevindi C. Kütahya ilinde meyvecilik. Atatürk Üniversitesi Türkiyat Araştırmaları Enstitüsü Dergisi 2019;65:521-532. doi:10.14222/Turkiyat4183.
12. Quiring SM, Papakryiakou TN. An evaluation of agricultural drought indices for the Canadian prairies. Agricultural and Forest Meteorology 2003;118(1-2):49-62. doi:10.1016/S0168-1923(03)00072-8.
13. Vicente-Serrano SM, Beguería S, López-Moreno JI. A multi-scalar drought index sensitive to global warming: The Standardized Precipitation Evapotranspiration Index. Journal of Climate 2010;23(7):1696-1718. doi:10.1175/2009JCLI2909.1.
14. Liu Y, Zhu Y, Ren L, Yong B, Singh VP, Yuan F, vd. On the mechanisms of two compositemethods for construction of multivariate drought indices. Science of the Total Environment 2019;647:981-991. doi:10.1016/j.scitotenv.2018.07.273.
15. Kumar N, Murthy CS, Sesha Sai MVR, Roy PS. On the use of Standardized Precipitation Index (SPI) for drought intensity assessment. Meteorological Applications 2013;20(3):380-389. doi:10.1002/met.1329.
16. Yerdelen C, Abdelkader M, Eriş E. Assessment of drought in SPI series using continuous wavelet analysis for Gediz basin, Turkey. Atmospheric Research 2021;260:105687. doi:10.1016/j.atmosres.2021.105687.
17. Çetin B, Kumanlıoğlu A. Gediz Nehri Medar Havzası meteorolojik ve hidrolojik kuraklık analizleri. DEU Müh Fak Fen ve Mühendislik Dergisi 2023;25(73):167-180. doi:10.21205/deufmd.2023257314.
18. Kumanlıoğlu AA. Manisa-Akhisar yağışlarının kısa ve uzun dönem meteorolojik kuraklık özelliklerinin kümülatif standardize kuraklık indis (CSDI) yöntemi ile belirlenmesi. İçinde: XII. Ulusal Hidroloji Kongresi. Samsun, Türkiye; 2024, s. 277-285.
19. Tirivarombo S, Osupile D, Eliasson P. Drought monitoring and analysis: Standardised Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI9 and Standardised Precipitation Index. Physics and Chemistry of the Earth 2018;106:1-10. doi:10.1016/j.pce.2018.07.001.
20. Bera B, Shit PK, Sengupta N, Saha S, Bhattacharjee S. Trends and variability of drought in the extended part of Chhote Nagpur plateau (Singbhum Protocontinent), India appliyiny SPI and SPEI indices. Environmental Challenges 2021;5:100310. doi:10.1016/j.envc.2021.100310.
21. Özçelik Ş, Akkuzu E. Ege Bölgesinde Standart Yağış Evapotranspirasyon İndeksi (SPEI) ile kuraklık değerlendirmesi. Ege Üniv Ziraat Fak Derg 2023;60(3):515-528. doi:10.20289/zfdergi.1286331.
22. Guerrero-Salazar PLA, Yevjevich VM. Analysis of drought characteristics by the theory of runs. Hydrology Papers Colorado State University 1975;80.
23. Wu JF, Chen XW, Yao HX, vd. Non-linear relation-ship of hydrological drought responding to meteorologicaldrought and impact of a large reservoir. Journal of Hydrology 2017;551:495-507. doi:10.1016/j.jhydrol.2017.06.029.
24. Kayan D, Erlat E. Ege Bölgesinde standardize yağış evapotranspirasyon indisi (SPEI) ile kuraklık değerlendirmesi (1951-2022). Ege Üni Ziraat Fak Derg 2024;61(2):249-258. doi:10.20289/zfdergi.1412233.
25. Kaeamzadeh Kocaaslan S. Uzaktan Algılama Verileri Kullanılarak Kuraklık Olaylarının Alansal, Zamansal ve Frekans Analizleri: Ege Bölgesi Örneği [Doktora Tezi]. İstanbul: İstanbul Teknik Üniversitesi; 2022.
26. Lee MH, Im ES, Bae DH. A comparative assessment of climate change impacts on drought over Korea based on multiple climate projections and multiple drought indices. Climate Dynamics 2019;53(1):389-404. doi:10.1007/s00382-018-4588-2.
27. Shi L, Feng P, Wang B, Li Liu D, Yu Q. Quantifying future drought change and associated uncertainty in southeastern Australia with multiple potential evapotranspiration models. Journal of Hydrology 2020;590:125394. doi:10.1016/j.jhydrol.2020.125394.
28. Okkan U, Fistikoglu O, Ersoy ZB, Noori AT. Analyzing the uncertainty of potential evapotranspiration models in drought projections derived for a semi-arid watershed. Theoretical and Applied Climatology 2024;155(3):2329-2346. doi:10.1007/s00704-023-04817-2.