ERA5 Verileriyle Doğu Anadolu Bölgesi'nde 1950-2025 Döneminde Sıcaklığın Mevsimsel Değişimi

Ertuğrul Gül

doi:10.57244/dfbd.1953495

TR EN

ERA5 Verileriyle Doğu Anadolu Bölgesi'nde 1950-2025 Döneminde Sıcaklığın Mevsimsel Değişimi

Abstract

Doğu Anadolu, Türkiye'nin en yüksek ve en belirgin karasal iklim özelliklerini gösteren bölgelerinden biri olup sıcaklık değişimine karşı su kaynakları, kar rejimi ve tarım açısından duyarlıdır. Bölgeye ilişkin mevcut çalışmaların önemli bölümü, istasyon ağının seyrek olduğu yüksek kesimleri sınırlı temsil eden istasyon verilerine dayanmakta veya 30 yılın altındaki dönemleri kapsamakta; ayrıca çoğunlukla bölge ortalamasıyla sınırlı kalarak mevsim ve il düzeyindeki mekânsal farklılaşmayı yeterince ortaya koyamamaktadır. Bu çalışma, söz konusu boşluğu gidermek amacıyla Doğu Anadolu il sınırlarıyla maskelenmiş ERA5 grid alanında 1950-2025 dönemi 2 m hava sıcaklığının yıllık ve mevsimsel değişimini bölge ortalaması, grid hücresi ve il ölçeğinde birlikte incelemektedir. Saatlik t2m verileri santigrat dereceye dönüştürülmüş; aylık, mevsimsel ve yıllık ortalamalar üretilmiş; bölgesel ortalamalar kosinüs-enlem alan ağırlıklandırmasıyla hesaplanmıştır. Eğilim yönü ve anlamlılığı Mann-Kendall testiyle, büyüklüğü Sen eğim tahmincisiyle değerlendirilmiş; ayrıca WMO standart normal dönemleri (1961-1990 ve 1991-2020) ile 2021-2025 güncel anomalileri karşılaştırılmıştır. Yıllık ortalama sıcaklık için Sen eğimi 0,28 °C/10 yıl olarak hesaplanmış ve istatistiksel olarak ileri düzeyde anlamlı bulunmuştur (p<0,001); mevsimsel eğilimler kış, ilkbahar, yaz ve sonbaharda sırasıyla 0,22, 0,30, 0,35 ve 0,20 °C/10 yıl olup bütün mevsimlerde anlamlı artış göstermiştir. WMO karşılaştırmasında 1991-2020 yıllık ortalaması 1961-1990 referansından 0,79 °C, 2021-2025 ortalaması ise 1991-2020 normalinden 1,61 °C daha sıcaktır. ERA5 yıllık ortalama sıcaklıkları bölgedeki ana istasyon gözlemleriyle yüksek uyum göstermiştir (Pearson r=0,82-0,93; p<0,001). Çok ölçekli ve uzun dönemli bu değerlendirme, Doğu Anadolu'da sıcaklık artışının uzun dönemli, mevsimsel olarak farklılaşan ve güncel normal dönemlerde belirginleşen tutarlı bir iklim sinyali olduğunu ortaya koymakta; il ve mevsim bazlı ham eğilim sonuçları ise su, tarım ve afet yönetimi için kullanılabilir bölgesel ayrıntı sağlamaktadır.

Keywords

ERA5 yeniden analiz, Mevsimsel sıcaklık eğilimi, Mann-Kendall testi, İl ölçeğinde mekansal analiz, İklim değişikliği

Supporting Institution

Hakkari Üniversitesi

Project Number

FM19BAP

Ethical Statement

“Bu makalenin hazırlanması sırasında, “Google” tarafından geliştirilen “Gemini” adlı yapay zeka aracı, yalnızca dilbilimsel düzeltmeler amacıyla sınırlı ölçüde kullanılmıştır. Bilimsel içerik, analiz ve sonuçlar tamamen yazar(lar)ın sorumluluğundadır.”

Thanks

Bu çalışma, Hakkari Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Ofisi tarafından desteklenmiştir

Seasonal Temperature Change in the Eastern Anatolia Region During 1950-2025 Based on ERA5 Data

Abstract

The Eastern Anatolia Region is one of Türkiye's highest and most strongly continental areas and is sensitive to temperature change in terms of water resources, snow regime and agriculture. Most existing studies for the region rely on station data that poorly represent the sparsely instrumented high-altitude terrain or cover periods shorter than 30 years, and they are often limited to regional averages that cannot adequately reveal seasonal and provincial spatial differentiation. To address this gap, this study examines annual and seasonal changes in 2 m air temperature over an ERA5 grid masked to the Eastern Anatolia provincial boundaries during 1950-2025, jointly at the regional, grid-cell and provincial scales. Hourly t2m data were converted to degrees Celsius; monthly, seasonal and annual means were produced; and regional averages were computed using cosine-latitude area weighting. Trend direction and significance were assessed with the Mann-Kendall test and trend magnitude with Sen's slope estimator, while WMO standard normal periods (1961-1990 and 1991-2020) and 2021-2025 recent anomalies were compared. The annual mean Sen slope was 0.28 °C per decade and highly significant (p<0.001); seasonal slopes were 0.22, 0.30, 0.35 and 0.20 °C per decade for winter, spring, summer and autumn, respectively, all showing significant warming. The 1991-2020 annual mean was 0.79 °C warmer than the 1961-1990 reference, and the 2021-2025 mean was 1.61 °C above the 1991-2020 normal. ERA5 annual mean temperatures showed high agreement with main station observations across the region (Pearson r = 0.82-0.93; p<0.001). Through this multi-scale, long-term assessment, the study reveals a persistent, seasonally differentiated and recently intensified warming signal in Eastern Anatolia, and provides raw province- and season-level trend results that offer actionable regional detail for water, agriculture and disaster management.

Keywords

ERA5 reanalysis, Mann-Kendall test, Seasonal temperature trend, Province-level spatial analysis, Climate change

Supporting Institution

Hakkari University

Project Number

FM19BAP

Ethical Statement

“During the preparation of this manuscript, the artificial intelligence tool "Gemini" developed by "Google" was used to a limited extent solely for linguistic refinement. The scientific content, analysis, and results are entirely the responsibility of the author(s).”

Thanks

This study was supported by the Scientific Research Projects Coordination Office of Hakkari University, Türkiye (Project No: FM19BAP).

References

Acar, R. (2024). A comparison of the performance of different innovative trend assessment approaches for air temperature and precipitation data: An application to Elazığ Province (Turkey). Journal of Water and Climate Change, 15(3), 1417-1437. https://doi.org/10.2166/wcc.2024.685
Akyurek, Z., Kuter, S., Karaman, Ç. H., & Akpınar, B. (2023). Understanding the Snow Cover Climatology over Turkey from ERA5-Land Reanalysis Data and MODIS Snow Cover Frequency Product. Geosciences, 13(10), 311. https://doi.org/10.3390/geosciences13100311
Asikoglu, O. L., Alp, H., Temel, I., & Kamali, P. (2025). Examination of Long-Term Temperature Change in Türkiye: Comparative Evaluation of an Advanced Quartile-Based Approach and Traditional Trend Detection Methods. Atmosphere, 16(11), 1225. https://doi.org/10.3390/atmos16111225
Ay, M. (2020). Trend and homogeneity analysis in temperature and rainfall series in western Black Sea region, Turkey. Theoretical and Applied Climatology, 139(3-4), 837-848. https://doi.org/10.1007/s00704-019-03066-6
Blau, M. T., Kad, P., Turton, J. V., & Ha, K.-J. (2024). Uneven global retreat of persistent mountain snow cover alongside mountain warming from ERA5-land. Npj Climate and Atmospheric Science, 7(1), 278. https://doi.org/10.1038/s41612-024-00829-5
Ceyhunlu, A. I., & Ceribasi, G. (2024). Changes in precipitation and air temperature over Turkey using innovative trend pivot analysis method. Journal of Water and Climate Change, 15(5), 2446-2463. https://doi.org/10.2166/wcc.2024.041
Copernicus Climate Change Service. (2018). ERA5 hourly data on single levels from 1940 to present [Veri kümesi]. Copernicus Climate Change Service (C3S) Climate Data Store (CDS). https://doi.org/10.24381/CDS.ADBB2D47
Erlat, E., & Türkeş, M. (2012). Analysis of observed variability and trends in numbers of frost days in Turkey for the period 1950–2010. International Journal of Climatology, 32(12), 1889-1898. https://doi.org/10.1002/joc.2403
Esit, M., Yuce, M. I., Deger, İ. H., & Yasa, I. (2024). Trend and variability analysis in rainfall and temperature records over Van Province, Türkiye. Theoretical and Applied Climatology, 155(1), 451-472. https://doi.org/10.1007/s00704-023-04644-5
Giorgi, F. (2006). Climate change hot-spots. Geophysical Research Letters, 33(8). https://doi.org/10.1029/2006gl025734

Gümüş, V., Avşaroğlu, Y., Şimşek, O., & Doğan Dinsever, L. (2023). Evaluation of meteorological time series trends in Southeastern Anatolia, Turkey. Geofizika, 40(1), 51-73. https://doi.org/10.15233/gfz.2023.40.3
Güngören, A., Özgür, E., Sünger, M. E., & Sakınç, M. (2026). Doğu Anadolu ve Güneydoğu Anadolu Bölgelerinde Ekstrem İklim Değişikliği İndekslerindeki Değişimlerin İncelenmesi. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 9(1), 439-459. https://doi.org/10.47495/okufbed.1757105
Hadi, S. J., & Tombul, M. (2018). Long-term spatiotemporal trend analysis of precipitation and temperature over Turkey. Meteorological Applications, 25(3), 445-455. https://doi.org/10.1002/met.1712
Hersbach, H., Bell, B., Berrisford, P., Hirahara, S., Horányi, A., Muñoz‐Sabater, J., Nicolas, J., Peubey, C., Radu, R., Schepers, D., Simmons, A., Soci, C., Abdalla, S., Abellan, X., Balsamo, G., Bechtold, P., Biavati, G., Bidlot, J., Bonavita, M., … Thépaut, J. (2020). The ERA5 global reanalysis. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 146(730), 1999-2049. https://doi.org/10.1002/qj.3803
Intergovernmental Panel on Climate Change. (2023). Climate Change 2023: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). https://doi.org/10.59327/IPCC/AR6-9789291691647
Intergovernmental Panel On Climate Change (IPCC). (2021). Climate Change 2021 – The Physical Science Basis: Working Group I Contribution to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (1. bs.). Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/9781009157896
Kendall, M. G. (1975). Rank Correlation Methods (4th bs.). Charles Griffin.
Keskin, M. E., & Saplıoğlu, K. (2023). Türkiye’nin Doğu Anadolu Bölgesindeki Sıcaklık Eğilimlerinin Yenlikçi Trend Analizi ve Mann-Kendall ile Belirlenmesi. Journal of Innovations in Civil Engineering and Technology, 5(1), 1-16.
Lelieveld, J., Hadjinicolaou, P., Kostopoulou, E., Chenoweth, J., El Maayar, M., Giannakopoulos, C., Hannides, C., Lange, M. A., Tanarhte, M., Tyrlis, E., & Xoplaki, E. (2012). Climate change and impacts in the Eastern Mediterranean and the Middle East. Climatic Change, 114(3-4), 667-687. https://doi.org/10.1007/s10584-012-0418-4
Mann, H. B. (1945). Nonparametric Tests Against Trend. Econometrica, 13(3), 245-259. https://doi.org/10.2307/1907187
Menne, M. J., Durre, I., Vose, R. S., Gleason, B. E., & Houston, T. G. (2012). An Overview of the Global Historical Climatology Network-Daily Database. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 29(7), 897-910. https://doi.org/10.1175/jtech-d-11-00103.1
Mersin, D., Tayfur, G., Vaheddoost, B., & Safari, M. J. S. (2022). Historical Trends Associated with Annual Temperature and Precipitation in Aegean Turkey, Where Are We Heading? Sustainability, 14(20), 13380. https://doi.org/10.3390/su142013380
Pepin, N. C., Bradley, R. S., Diaz, H. F., Baraer, M., Caceres, E. B., Forsythe, N., Fowler, H., Greenwood, G., Hashmi, M. Z., Liu, X. D., & others. (2015). Elevation-dependent warming in mountain regions of the world. Nature Climate Change, 5(5), 424-430. https://doi.org/10.1038/nclimate2563
Sen, P. K. (1968). Estimates of the Regression Coefficient Based on Kendall’s Tau. Journal of the American Statistical Association, 63(324), 1379-1389. https://doi.org/10.1080/01621459.1968.10480934
Topuz, M. (2026). Trend of maximum temperatures in Türkiye according to provincial central stations (1927–2024). Turkish Journal of Agriculture - Food Science and Technology, 14(2), 487-492. https://doi.org/10.24925/turjaf.v14i2.487-492.8562
Turkes, M., & Erlat, E. (2008). Influence of the Arctic Oscillation on the variability of winter mean temperatures in Turkey. Theoretical and Applied Climatology, 92(1-2), 75-85. https://doi.org/10.1007/s00704-007-0310-8
Turkes, M., & Sumer, U. M. (2004). Spatial and temporal patterns of trends and variability in diurnal temperature ranges of Turkey. Theoretical and Applied Climatology, 77(3-4), 195-227. https://doi.org/10.1007/s00704-003-0024-5
Türkeş, M., & Erlat, E. (2009). Winter mean temperature variability in Turkey associated with the North Atlantic Oscillation. Meteorology and Atmospheric Physics, 105(3-4), 211-225. https://doi.org/10.1007/s00703-009-0046-3
Türkeş, M., & Erlat, E. (2018). Variability and trends in record air temperature events of Turkey and their associations with atmospheric oscillations and anomalous circulation patterns. International Journal of Climatology, 38(14), 5182-5204. https://doi.org/10.1002/joc.5720
Vogel, J., Paton, E. N., Aich, V., & Bronstert, A. (2021). Increasing compound warm spells and droughts in the Mediterranean Basin. Weather and Climate Extremes, 32, 100312-100312. https://doi.org/10.1016/j.wace.2021.100312
World Meteorological Organization. (2017). WMO Guidelines on the Calculation of Climate Normals (WMO-No. 1203). World Meteorological Organization. https://library.wmo.int/idurl/4/55797
Yılmaz, M. (2022). Türkiye Üzerinde ERA5 Saatlik Hava Sıcaklığı Verilerinin Doğrulanması. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 8(2), 207-220. https://doi.org/10.21324/dacd.1001820
Zittis, G., Almazroui, M., Alpert, P., Ciais, P., Cramer, W., Dahdal, Y., Fnais, M., Francis, D., Hadjinicolaou, P., Howari, F., Jrrar, A., Kaskaoutis, D. G., Kulmala, M., Lazoglou, G., Mihalopoulos, N., Lin, X., Rudich, Y., Sciare, J., Stenchikov, G., … Lelieveld, J. (2022). Climate Change and Weather Extremes in the Eastern Mediterranean and Middle East. Reviews of Geophysics, 60(3). https://doi.org/10.1029/2021RG000762

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Mechanical Engineering (Other)

Journal Section

Research Article

Authors

Ertuğrul Gül ^*
0000-0001-8611-2983
Türkiye

Publication Date

July 22, 2026

Submission Date

May 17, 2026

Acceptance Date

July 18, 2026

Published in Issue

Year 2026 Volume: 9 Number: 1

DOI

https://doi.org/10.57244/dfbd.1953495

IZ

https://izlik.org/JA83XK79WJ

APA

Gül, E. (2026). ERA5 Verileriyle Doğu Anadolu Bölgesi’nde 1950-2025 Döneminde Sıcaklığın Mevsimsel Değişimi. Doğu Fen Bilimleri Dergisi, 9(1), 55-73. https://doi.org/10.57244/dfbd.1953495

AMA

1.Gül E. ERA5 Verileriyle Doğu Anadolu Bölgesi’nde 1950-2025 Döneminde Sıcaklığın Mevsimsel Değişimi. Doğu Fen Bilimleri Dergisi. 2026;9(1):55-73. doi:10.57244/dfbd.1953495

Chicago

Gül, Ertuğrul. 2026. “ERA5 Verileriyle Doğu Anadolu Bölgesi’nde 1950-2025 Döneminde Sıcaklığın Mevsimsel Değişimi”. Doğu Fen Bilimleri Dergisi 9 (1): 55-73. https://doi.org/10.57244/dfbd.1953495.

EndNote

Gül E (July 1, 2026) ERA5 Verileriyle Doğu Anadolu Bölgesi’nde 1950-2025 Döneminde Sıcaklığın Mevsimsel Değişimi. Doğu Fen Bilimleri Dergisi 9 1 55–73.

IEEE

[1]E. Gül, “ERA5 Verileriyle Doğu Anadolu Bölgesi’nde 1950-2025 Döneminde Sıcaklığın Mevsimsel Değişimi”, Doğu Fen Bilimleri Dergisi, vol. 9, no. 1, pp. 55–73, July 2026, doi: 10.57244/dfbd.1953495.

ISNAD

Gül, Ertuğrul. “ERA5 Verileriyle Doğu Anadolu Bölgesi’nde 1950-2025 Döneminde Sıcaklığın Mevsimsel Değişimi”. Doğu Fen Bilimleri Dergisi 9/1 (July 1, 2026): 55-73. https://doi.org/10.57244/dfbd.1953495.

JAMA

1.Gül E. ERA5 Verileriyle Doğu Anadolu Bölgesi’nde 1950-2025 Döneminde Sıcaklığın Mevsimsel Değişimi. Doğu Fen Bilimleri Dergisi. 2026;9:55–73.

MLA

Gül, Ertuğrul. “ERA5 Verileriyle Doğu Anadolu Bölgesi’nde 1950-2025 Döneminde Sıcaklığın Mevsimsel Değişimi”. Doğu Fen Bilimleri Dergisi, vol. 9, no. 1, July 2026, pp. 55-73, doi:10.57244/dfbd.1953495.

Vancouver

1.Ertuğrul Gül. ERA5 Verileriyle Doğu Anadolu Bölgesi’nde 1950-2025 Döneminde Sıcaklığın Mevsimsel Değişimi. Doğu Fen Bilimleri Dergisi. 2026 Jul. 1;9(1):55-73. doi:10.57244/dfbd.1953495

ERA5 Verileriyle Doğu Anadolu Bölgesi'nde 1950-2025 Döneminde Sıcaklığın Mevsimsel Değişimi

Abstract

Keywords

Supporting Institution

Project Number

Ethical Statement

Thanks

Seasonal Temperature Change in the Eastern Anatolia Region During 1950-2025 Based on ERA5 Data

Abstract

Keywords

Supporting Institution

Project Number

Ethical Statement

Thanks

References

Details

Primary Language

Subjects

Journal Section

Authors

Publication Date

Submission Date

Acceptance Date

Published in Issue

DOI

IZ

Cite