Investigation of Trends and Changes Observed in Extreme Temperature Indices in Konya

Abstract

Temperature, which is one of the basic elements of climate, varies considerably from region to region on a temporal and spatial scale due to geographical features. As a result of global climate variations, the Central Anatolia region is one of the regions in Turkey that is frequently affected by these changes. For climate change research, it is important to determine the trends and changes in temperatures. In this study, the changes in temperature extremes were examined by using the daily maximum and minimum temperatures of 6 stations in the 1970-2020 period in Konya, which is located in the Central Anatolia region. 16 temperature indices proposed by WMO (World Meteorological Organization) and CLIVAR (Variability and Predictability of the Ocean-Atmosphere System), where we can observe the effect caused by global climate change, have been applied. R-based software called RClimdex and Mann Kendall test, which does not show parametric distribution, were used in the calculations. According to the results; In the study area, a decreasing trend was determined on frosty and icy days. Unlike the other stations, decreases were determined in the maximum of minimum temperatures index of Akşehir and Beyşehir stations located in the Lakes Region. The index of the length of the growing season, which has a positive effect on shortening the growth period of agricultural products, showed an increasing trend. When the temporal changes of the temperature indices were examined, decreases were observed in the extreme minimum temperature indices in general, while increases were observed in the extreme maximum temperature indices. The increases observed in extreme temperatures in Konya have negative effects both in terms of human and ecological aspects.

Keywords

• Climate change
• Extreme Temperature Indices
• Mann‐Kendall
• Konya

Konya’da Ekstrem Sıcaklık İndislerinde Gözlemlenen Eğilim ve Değişimlerin İncelenmesi

Abstract

İklimin temel elemanlarından biri olan sıcaklık, coğrafi özellikler sebebiyle zamansal ve mekânsal ölçekte bölgeden bölgeye önemli ölçüde değişiklik göstermektedir. Küresel iklim varyasyonlarının bir sonucu olarak İç Anadolu Bölgesi, Türkiye'de sık sık bu değişimlerden etkilenen bölgelerden biridir. İklim değişikliği araştırmaları için sıcaklıklarda meydana gelen eğilim ve değişimlerin tespit edilmesi önem arz etmektedir. Bu çalışmada İç Anadolu Bölgesi’nde yer alan Konya İl’inde 1970-2020 periyodundaki 6 istasyonun günlük maksimum ve minimum sıcaklıkları kullanılarak sıcaklık ekstremlerindeki değişimler incelenmiştir. Küresel iklim değişikliğinin neden olduğu etkiyi gözlemleyebildiğimiz WMO (Dünya Meteoroloji Organizasyonu) ve CLIVAR (Okyanus-Atmosfer Sisteminin Değişkenlik ve Öngörülebilirliği)’ın önerdiği 16 sıcaklık indisi uygulanmıştır. Hesaplamalarda R tabanlı bir yazılım olan RClimdex isimli program ve parametrik dağılım göstermeyen Mann Kendall testi kullanılmıştır. Sonuçlara göre; çalışma alanında donlu ve buzlu günlerde azalma eğilimi belirlenmiştir. Göller Yöresi'nde bulunan Akşehir ve Beyşehir istasyonlarının minimum sıcaklıkların maksimumu indisinde diğer istasyonlardan farklı olarak azalmalar tespit edilmiştir. Tarım ürünlerinin büyüme süresini kısaltmak için olumlu etki yapan gelişme sezonu uzunluğu indisi artış eğilimi göstermiştir. Sıcaklık indislerinin zamansal değişimleri incelendiğinde genel olarak ekstrem minimum sıcaklık indislerinde özellikle azalmalar gözlenirken ekstrem maksimum sıcaklık indislerinde artışlar yaşanmıştır. Konya’daki ekstrem sıcaklıklarda gözlenen artışlar hem beşerî hem de ekolojik açıdan olumsuz etki yaratmaktadır.

Keywords

• İklim Değişimi
• Ekstrem sıcaklık indisleri
• Mann Kendall
• Konya

References

1. [1] Acar Deniz, Z. & Gönençgil, B. (2017). Türkiye sıcaklık ekstremlerindeki değişkenlikler. İstanbul Üniversitesi Coğrafya Dergisi, (35), 41- 54, İstanbul.
2. [2] Acar Deniz, Z. (2018). İç Anadolu Bölgesi’nin ekstrem sıcaklık özellikleri. Türk Coğrafya Dergisi 70, 93‐99.
3. [3] Alexander, L. V., Zhang, X., Peterson, T. C., Caesar, J., Gleason, B., Klein Tank, A. M. G. & Vazquez‐Aguirre, J. L. (2006). Global observed changes in daily climate extremes of temperature and precipitation. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 111(D5).
4. [4] Aydın, K. & Karabulut, M. (2021). Türkiye’de sıcaklıklar ile yükselti ve enlem ilişkisi, Sosyal Bilimler Dergisi/The Journal of Social Sciences. Sosyal Bilimler Dergisi / The Journal of Social Science, Yıl: 8, Sayı: 53, Ağustos 2021, s. 501-519.
5. [5] Aykır, D. (2017). Türkiye’de ekstrem sıcaklık indislerinin eğilimlerinde şehirleşmenin etkisi. Türk Coğrafya Dergisi, (69), 47-57.
6. [6] Brunet M., Saladie O., Jones P.D., Sigro J., Aguilar E., Moberg A., Lister D.H., Walther A., Lopez D. & Almarza C. (2006). The development of a new dataset of Spanish daily adjusted temperature series (SDATS) (1850- 2003). International Journal of Climatology 26: 1777-1802.
7. [7] Braganza, K., Karoly, D. J. & Arblaster, J. M. (2004). Diurnal temperature range as an index of global climate change during the twentieth century. Geophysical research letters, 31(13).
8. [8] Brown, P.J., Bradley, R.S. & Keımıg, F.T. (2010). Changes in extreme climate ındices for the Northeastern United States, 1870–2005, Journal of Climate, 23, 6555–6572. [9] Chen, Y., Deng, H., Li, B., Li, Z. & Xu, C. (2014). Abrupt change of temperature and precipitation extremes in the arid region of Northwest China. Quaternary International, 336, 35-43.

9. [10] Christidis, N., Stott, P. A., Brown, S., Hegerl, G. C. & Caesar, J. (2005). Detection of changes in temperature extremes during the second half of the 20th century. Geophysical Research Letters, 32(20).
10. [11] Choi, G., Collins, D., Ren, G., Trewin, B., Baldi, M., Fukuda, Y. & Zhou, Y. (2009). Changes in means and extreme events of temperature and precipitation in the Asia‐Pacific Network region, 1955–2007. International Journal of Climatology: A Journal of the Royal Meteorological Society, 29(13), 1906-1925.
11. [12] Clark, R. T., Brown, S. J. & Murphy, J. M. (2006). Modeling Northern Hemisphere summer heat extreme changes and their uncertainties using a physics ensemble of climate sensitivity experiments. Journal of Climate, 19(17), 4418-4435.
12. [13] Coşkun, S. (2020). Tuz Gölü-Konya Kapalı Havzalarının yaz mevsimi ortalama sıcaklık. yağış, buharlaşma ve akım verilerindeki değişimlerin karşılaştırmalı trend analizi. Akademik Sosyal Araştırmalar Dergisi (SOBİDER), Yıl, 7, 123-138.
13. [14] Çiftçi, Ç., Dursun, Ş., Levend, S. & Fatma, K. U. N. T. (2013). Topoğrafik yapı, iklim şartları ve kentleşmenin Konya’da hava kirliliğine etkisi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 1(1), 19-24.
14. [15] Domonkos, P., Kysely, J., Piotrowicz, K., Petrovic, P., Likso T. (2003) Variability of extreme temperature events in South–Central Europe during the 20th century and its relationship with large-scale circulation. Int J Climatol 23:987–1010.
15. [16] Durmuş, B., Bulut, İ. & Gönençgil, B. (2021). Antalya Bölümünde sıcaklık ve yağış indislerinin değişim analizleri. Türk Coğrafya Dergisi, (78), 91-108.
16. [17] Dün, S ve Gönençgil, B. (2021). Ege Bölgesi kıyılarında sıcaklık indislerinin analizi. Türk Coğrafya Dergisi, (77), 77-86.
17. [18] Erlat, E. & Yavaşlı, D (2009). Ege Bölgesi’nde tropikal gün ve yaz günü sayılarındaki değişim ve eğilimler. Ege Coğrafya Dergisi, 18/(1-2), 1-15, İzmir.
18. [19] Erlat, E. & Yavaşlı, D. (2011). Ege Bölgesi’nde sıcaklık ekstremlerinde gözlenen değişim ve eğilimlerin değerlendirilmesi. Ankara Üniversitesi Çevrebilimleri Dergisi Cilt: 3, Sayı: 1, 25-37.
19. [20] Erlat, E. & Türkeş M (2017). Türkiye’de tropikal gece sayılarında gözlenen değişmeler ve eğilimler. Ege Coğrafya Dergisi, 26 (2), 95-106, İzmir.
20. [21] Finkel, J. M. & Katz, J. I. (2018). Changing world extreme temperature statistics. International Journal of Climatology, 38(5), 2613-2617.
21. [22] Frich, P. A. L. V., Alexander, L. V., Della-Marta, P. M., Gleason, B., Haylock, M., Tank, A. K., & Peterson, T. (2002). Observed coherent changes in climatic extremes during the second half of the twentieth century. Climate research, 19(3), 193-212.
22. [23] Gao, M. & Franzke, C. L. (2017). Quantile regression–based spatiotemporal analysis of extreme temperature change in China. Journal of Climate, 30(24), 9897-9914.
23. [24] Horton, E. B., Folland, C. K. & Parker, D. E. (2001). The changing incidense of extremes ın worldwide and Central England temperatures to the end of the twentıeth century,. Climatic Change 50: 267–295.
24. [25] IPCC. 2013. ‘Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change’ [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, pp 1535.
25. [26] IPCC 2014 Summary for policymakers In: Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Part A: Global and Sectoral Aspects. Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change ed C B Field et al (Cambridge)(Cambridge University Press)(Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA) pp 1–32.
26. [27] Kadıoğlu, M. (2001). Bildiginiz havaların sonu-küresel iklim değişimi ve Türkiye. Güncel Yayınları: İstanbul, Turkey.
27. [28] Kalaycı, S. & Kahya, E. (1998). Susurluk havzası nehirlerinde su kalitesi trendlerinin belirlenmesi. Selçuk Üniv., TÜBİTAK Dergisi, Konya, 503-514.
28. [29] Kalaycı, Ş. (2017). Spss Uygulamalı Çok Değişkenli İstatistik Teknikleri (5 b.). Asil yayın, Ankara.
29. [30] Karabulut, M. (2008). Küresel ısınma ve iklim değişikliği, çevre kirliliği ve kontrolü, 173, Nobel Yayınevi, Ankara.
30. [31] Karabulut, M. & Cosun, F. (2009). Kahramanmaraş ilinde yağışların trend analizi. Coğrafi Bilimler Dergisi, 7 (1): 65‐83.
31. [32] Karabulut, M. (2010). Kayseri’de yağış ve sıcaklıkların trend analizleri. KSÜ Sosyal Bilimler Dergisi. S. 8 (1):79‐89.
32. [33] Karabulut, M. (2011). Doğu Akdeniz’de ekstrem maksimum ve minimum sıcaklıkların trend analizi. KSÜ Doğa Bilimleri Dergisi, Özel Sayı:37‐44.
33. [34] Karabulut, M. & Topuz, M. (2019). Adana’da tropikal ve yaz günü sayılarındaki değişim ve eğilimler. 2. Uluslararası Akdeniz Sempozyumu, 23-25 Mayıs 2019, Bildiri Tam Metinleri Kitabı, s:108-126.
34. [35] Kızılelma, Y., Karabulut, M. & Çetinkaya, S., (2015). Antakya-Kahramanmaraş Grabeninde tropikal ve yaz günü saylarındaki değişim ve eğilimler. Türkiye Coğrafyacılar Derneği Uluslararası Kongresi, 21-23 Mayıs 2015, Gazi Üniversitesi Bildiriler Kitabı, s:175-183.
35. [36] Kızılelma, Y., Çelik, M. & Karabulut, M. (2015). İç Anadolu Bölgesinde sıcaklık ve yağışların trend analizi. Türk Coğrafya Dergisi, (64), 1-10.
36. [37] Kysely, J. (2009) Recent severe heat waves in central Europe: how to view them in a long-term prospect? Int J Climatol 30:89–109.
37. [38] Min, E.; Hazelege, W.; Oldenborgh, G.J.; Sterl, A. (2013). Evaluation of trends in high temperature extremes in north-western Europe in regional climate models. Environ. Res. Lett. 8, 014011.
38. [39] Piervitali, E., Colacino, M. & Conte, M. (1997). Signals of climatic change in the Central Western Mediterranean Basin, theoretical of applied climatology, s. 58: 211 219.
39. [40] Sensoy, S., Demircan, M. & Alan, I. (2008). Trends in Turkey climate extreme indices from 1971 to 2004. In Third International Conference BALWOIS.
40. [41] Sun, P., Zhang, Q., Yao, R., Singh, V. P. & Song, C. (2018). Spatiotemporal patterns of extreme temperature across the Huai River Basin, China, during 1961–2014, and regional responses to global changes. Sustainability, 10(4), 1236.
41. [42] Sterl, A., Severijins, C., Dijkstra, H., Hazeleger, W., Oldenborgh, G.J., Broeke, M.V. & Burgers, G. (2008). When can we expect extremely high surface temperature? Geophys. Res Lett. 35, L14703.
42. [43] Tank, A. K. & Können, G. P. (2003). Trends in indices of daily temperature and precipitation extremes in Europe, 1946–99. Journal of climate, 16(22), 3665-3680.
43. [44] Turp, M. T., Öztürk, T., Türkeş, M. & Kurnaz, M. L. (2014). RegCM4. 3.5 bölgesel iklim modelini kullanarak Türkiye ve çevresi bölgelerin yakın gelecekteki hava sıcaklığı ve yağış klimatolojileri için öngörülen değişikliklerin incelenmesi. Ege Coğrafya Dergisi, 23(1), 1-24.
44. [45] Türkeş, M. (1999). Vulnerability of Turkey to desertification with respect to precipitation and aridity conditions‖. Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, 23, 363-380.
45. [46] Türkeş, M., Sümer, U. M. & Demir, İ. (2002). Türkiye’nin günlük ortalama, maksimum ve minimum hava sıcakları ile sıcaklık genişliğindeki eğilimler ve değişiklikler. Prof. Dr. Sırrı Erinç Anısına Klimatoloji Çalıştayı 2002, Bildiriler Kitabı, 89-106. Ege Üniversitesi Coğrafya Bölümü, 11-13 Nisan 2002, İzmir.
46. [47] Türkeş, M. (2005). Orta Kızılırmak bölümü güney kesiminin (Kapadokya yöresi) iklimi ve çölleşmeden etkilenebilirliği. Ege Coğrafya Dergisi, 14(1-2), 73-97.
47. [48] Türkeş, M., Akgündüz, A. S. & Demirörs, Z. (2009). Palmer Kuraklık İndisi’ ne göre İç Anadolu Bölgesi’nin Konya Bölümü’ndeki kurak dönemler ve kuraklık şiddeti. Coğrafi Bilimler Dergisi 7, pp. 129-144.
48. [49] Türkeş, M. (2010). Klimatoloji ve meteoroloji. Birinci Baskı, Kriter Yayınevi- Yayın No. 63, Fiziki Coğrafya Serisi No. 1, ISBN: 978-605-5863-39-6, 650 + XXII sayfa, İstanbul.
49. [50] Türkeş, M. 2012. ‘Küresel İklim Değişikliği ve Çölleşme’. İçinde: Günümüz Dünya Sorunları – Disiplinlerarası Bir Yaklaşım (ed. N. Özgen), s.1-42. Eğiten Kitap: Ankara.
50. [51] Toreti, A. & Desiato, F. (2008). Changes in temperature extremes over Italy in the last 44 years. İnternatıonal journal of clımatology Int. J. Climatol. 28: 733–745.
51. [52] Yan, Z., Jones, P.D., Davıes, T.D., Moberg, A., Bergström, H., Camuffo, D., Cocheo, C., Maugerı, M., Demarée, G. R., Verhoeve, T., Thoen, E., Barrıendos, M., Rodríguez, R., Martín-Vıde, J. & Yang, C., (2002). Trends of extreme temperatures ın Europe and Chına based on daıly observatıons. Climatic Change 53: 355–392.
52. [53] Wang, J. W., Li, M., Zhang, G. Y., Zhang, H. R. & Yu, C. Q. (2020). Growing season precipitation rather than growing season length predominates maximum normalized difference vegetation ındex in Alpine Grasslands on the Tibetan Plateau. Sustainability, 12(3), 968.
53. [54] Zhang, X., Aguilar, E., Sensoy, S., Melkonyan, H., Tagiyeva, U., Ahmed, N. & Wallis, T. (2005). Trends in Middle East climate extreme indices from 1950 to 2003. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 110(D22).
54. [55] Zhang, Q., Li, J., David Chen, Y. & Chen, X. (2011). Observed changes of temperature extremes during 1960–2005 in China: natural or human-induced variations?. Theoretical and Applied Climatology, 106(3), 417-431.
55. [56] Zhou, J., Huang, J., Zhao, X., Lei, L., Shi, W., Wang, L. & Yang, X. (2020). Changes of extreme temperature and its influencing factors in Shiyang River Basin, Northwest China. Atmosphere, 11(11), 1171.