TREND ANALYSIS OF RAINFALL DATA IN ANTALYA AND ISPARTA

Abstract

Global climate change causes significant differences in available water resources and precipitations. Various forecasts of water resources for the future are a necessity for sustainability. For this reason, it is important to predict precipitations, which are the main source of water resources, or to determine their trends. This study investigates the trends of monthly and annual precipitation recorded between 1971-2018 in Antalya and Isparta provinces. Trend calculation approaches considered in the analyzes are the Mann-Kendall Trend Analysis, Sen's Trend Slope Estimator and Şen's Innovative Trend Analysis. According to the non-parametric Mann-Kendall method, no trend was determined in the monthly and annual rainfalls recorded in Antalya and Isparta. According to the Sen's Trend Slope Estimator and Şen's Innovative Trend Analysis methods, different increasing and decreasing trends were determined in both monthly and annual rainfalls. As a result, it was obtained that all three methods revealed different trends. In addition, Şen's Innovative Trend Analysis method is thought to be important in terms of visually seeing a scattering that is to be obtained by dividing the considered time series into 2 equal sub-series.

Keywords

• Rainfall
• Trend Analysis
• Time Series
• Mann-Kendal
• Innovative Trend Analysis.

ANTALYA VE ISPARTA YAĞIŞ VERİLERİNİN TREND ANALİZİ

Abstract

Küresel iklim değişikliği, mevcut su kaynaklarında ve yağışlarda önemli farklılıklara sebep olmaktadır. Su kaynaklarının geleceğe yönelik olarak yapılan çeşitli tahminleri, sürdürülebilirlik açısından bir gerekliliktir. Bu nedenle, su kaynaklarının asıl kaynağı olan yağışların tahmin edilmesi ya da trendlerinin belirlenmesi önemlidir. Bu çalışma, Antalya ve Isparta illerinde 1971-2018 tarihlerinde kaydedilmiş aylık ve yıllık yağışların trendlerini araştırmaktadır. Analizlerde göz önüne alınan trend hesaplama yaklaşımları Mann-Kendall Trend Analizi, Sen’in Trend Eğimi Tahmincisi ve Şen’in Yenilikçi Trend Analizi yöntemleridir. Parametrik olmayan Mann-Kendall yöntemine göre Antalya ve Isparta’da kaydedilen aylık ve yıllık yağışlarda bir trend belirlenmemiştir. Sen’in Trend Eğimi Tahmincisi ile Şen’in Yenilikçi Trend Analizi yöntemlerine göre ise hem aylık ve hem de yıllık yağışlarda farklı artan ve azalan trendler belirlenmiştir. Bir sonuç olarak, her 3 yöntemin de farklı trendler ortaya çıkardığı elde edilmiştir. Şen’in Yenilikçi Trend Analizi yönteminin göz önüne alınan zaman serisini 2 eşit alt seriye bölerek elde edilebilen bir saçılmanın görsel olarak görülebilmesi açısından önemli olduğu düşünülmektedir.

Keywords

• Yağış
• Trend Analizi
• Zaman Serisi
• Mann-Kendall
• Yenilikçi Trend Analizi.

References

1. Alashan, S, 2018. An Improved Version of Innovative Trend Analyses, Arabian Journal of Geosciences, 11, 50.
2. Ay, M., Özyıldırım, Y., 2017. Yozgat’ın Aylık Toplam Yağış ve Aylık Ortalama Hava Sıcaklıklarının Trend Analizi, Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32(2), 65-76.
3. Bayazıt, M., Önöz, B., 2007. To Prewhiten or not to Prewhiten in Trend Analysis?, Hydrological Sciences Journal, 52(4), 611-624.
4. Büyükyıldız, M., and Berktay, A., 2004. Parametrik Olmayan Testler Kullanilarak Sakarya Havzasi Yağışlarının Trend Analizi, Selçuk Üniversitesi Mühendislik, Bilim ve Teknoloji Dergisi, 19(2), 23–38.
5. Coşkun, S., 2020. Van Gölü Kapalı Havzasında Yağışların Trend Analizi, Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 8(2), 521-532.
6. Dabanlı, İ., Şen, Z., Yeleğen, M.Ö., Şişman, E., Selek, B., Güçlü, Y. S., 2016. Trend Assessment by the Innovative-Şen Method, Water Resources Management, 30(14), 5193-5203.
7. Ercan, B., Yüce, M.İ., 2018. Kilis İli Aylık Sıcaklık ve Yağış Verileri Trend Analizi, Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 9(2), 947-953.
8. Güçlü, Y.S., 2018a. Alternative Trend Analysis: Half Time Series Methodology, Water Resources Management, 32(7), 2489-2504.

9. Güçlü Y.S., 2018b. Multiple Şen-Innovative Trend Analyses and Partial Mann-Kendall Test, Journal of Hydrology, 566, 685-704.
10. İlker, A., Terzi, Ö., 2021. Sıcaklık Verilerinin Trend Analizi: Çankırı ve Kastamonu Örneği, Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 9(4), 1339-1347.
11. Kahya, E., Kalaycı, S., 2004. Trend Analysis of Streamflow in Turkey, Journal of Hydrology 289, 128–144.
12. Kendall, M.G., 1955. Rank Correlation Methods, Hafner Publishing Co., New York.
13. Keskin, M., Çakto, İ., Çetin, V., Bektaş, O., 2018. Doğu Anadolu Bölgesi Sıcaklık ve Yağış Trend Analizi, Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 6(2), 294-300.
14. Mann, H.B., 1945. Nonparametric Tests Against Trend, Econometrica, 13, 245–259.
15. Öztopal, A., Şen, Z., 2017. Innovative Trend Methodology Applications to Precipitation Records in Turkey, Water resources management, 31(3), 727-737.
16. Partal, T., Kahya, E., 2006. Trend Analysis in Turkish Precipitation Data, Hydrological Processes, 20(9): 2011-2026.
17. Sen, P.K., 1968. Estimates of the Regression Coefficient Based on Kendall’s Tau, Journal of the American Statistical Association, 63, 1379–1389.
18. Şen, Z., 2012. Innovative Trend Analysis Methodology, ASCE, Journal of Hydrologic Engineering, 17, 1042–1046.
19. Şen, Z., 2014. Trend Identification Simulation and Application, ASCE, Journal of Hydrologic Engineering, 19, 635–642.
20. Şen Z, 2015. Innovative Trend Significance Test and Applications, Theoretical and Applied Climatology, 127(3), 939–947.
21. Şen, Z. 2017. Innovative Trend Methodologies in Science and Engineering, Springer, Cham, Switzerland, 349 p.
22. Yue, S., Pilon, P., Phinney, B., 2003. Canadian Streamflow Trend Detection: Impacts of Serial and Cross-Correlation, Hydrological Sciences Journal, 48(1), 51-63.
23. Fathian, F., Morid, S., Kahya, E. 2015. Identification of Trends in Hydrological and Climatic Variables in Urmia Lake Basin, Iran, Theoretical and Applied Climatology, 119, 443–464.
24. Smadi, M.M., 2006. Observed Abrupt Changes in Minimum and Maximum Temperatures in Jordan in the 20th century, American Journal of Environmental Sciences, 2(3), 114–120.
25. Sang, Y.-F., Wang, Z., Liu, C., 2014. Comparison of the MK Test and EMD Method for Trend Identification in Hydrological Time Series, Journal of Hydrology, 510, 293–298.
26. Ribeiro, L., Kretschmer, N., Nascimento, J., Buxo, A., Rötting, T., Soto, G., Señoret, M., Oyarzún, J., Maturana, H., Oyarzún, R., 2015. Evaluating Piezometric Trends using the Mann-Kendall Test on the Alluvial Aquifers of the Elqui River Basin, Chile, Hydrological Sciences Journal, 60(10), 1840-1852.
27. Hipel, K.W., McLeod, A.J., Weller, R.R., 1988. Data Analysis of Water Quality Time Series in Lake Erie, Journal of the American Water Resources Association, 24, 533–544.
28. Douglas, E.M., Vogel, R.M., and Kroll, C.N., 2000. Trends in Floods and Low Flows in the United States: Impact of Spatial Correlation, Journal of Hydrology, 240, 90–105.
29. Tokgöz, S., Partal, T., 2020. Karadeniz Bölgesinde Yıllık Yağış ve Sıcaklık Verilerinin Yenilikçi Şen ve Mann-Kendall Yöntemleri ile Trend Analizi, Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10(2), 1107-1118.
30. Ülke, A., Özkoca, T., 2018. Sinop, Ordu ve Samsun İllerinin Sıcaklık Verilerinde Trend Analizi, Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 8(2), 455-463.