Projected Changes in Meteorological Drought in Küçük Menderes River Basin: A Basin-Scale Spatio-Temporal Assessment

Year 2024, Volume: 21 Issue: 1, 189 - 205, 30.01.2024

Yıldız Güney

https://doi.org/10.33462/jotaf.1257270

Abstract

Drought is a natural disaster that has significant effects on many issues from the past to the present in the geography where Turkey is located. It is important to know the temporal and spatial change of drought in issues such as the protection of water resources and watershed management in agriculturally important areas such as Küçük Menderes Basin. In fact, the negative effects of drought have started to be felt especially by those working in the agricultural sector in the basin. The main objective of this study is to determine the predicted changes related to meteorological drought in the future years by using climate change scenarios in the Küçük Menderes Basin which is an important agricultural area. For this purpose, monthly mean temperature and monthly total precipitation data of Çeşme, Selçuk, Kuşadası, Ödemiş, İzmir (Bölge) weather stations were used. Furthermore, HadGEM2-ES, MPI-ESM-MR and GFDL-ESM2M global climate models' 1971-2000 reference period and 2016-2099 climate projection two different scenarios (RCP4.5 and RCP8.5) data were obtained from the General Directorate of Meteorology as monthly mean temperature and monthly total precipitation for the region covering the Küçük Menderes Basin. First of all, error values were calculated by using the reference period data of the models and the observation data of the weather stations in the study area. As a result of the error analysis, rough resolution results of future period RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios of the HadGEM2-ES model, which was found to be the most suitable model for the study area, were evaluated in periods covering 2016-2040, 2041-2070 and 2071-2099. The Bagnouls Gaussen drought index, which is the most suitable for the data set we have and has been used in many studies in the Mediterranean Basin, was used for drought analysis. It was determined that drought values would increase between periods according to both scenarios, especially in the eastern part of the basin, the most important part in terms of agriculture. These changes in drought will have effects on agriculture, basin management, conservation of water resources and ecology. Unconscious consumption of groundwater in the basin will become a more significant problem in the future with the growing effects of drought. These effects should be taken into consideration in all planning efforts to be made related to the basin.

Keywords

Climate change, Drought, HadGEM2-ES global climate model, Bagnouls Gaussen drought index, Küçük Menderes Basin

Küçük Menderes Havzası’nda Meteorolojik Kuraklık Projeksiyonları: Havza Ölçeğinde Zamansal ve Mekânsal Bir Değerlendirme

Abstract

Kuraklık, Türkiye’nin bulunduğu coğrafyada geçmişten günümüze pek çok konuda önemli etkileri olan bir doğal afettir. Küçük Menderes Havzası gibi tarımsal açıdan önemli alanlarda su kaynaklarının korunması, havza yönetimi gibi konularda kuraklığın zamansal ve mekânsal değişiminin bilinmesi önemlidir. Nitekim havzada özellikle tarım sektöründe çalışanlar tarafından kuraklığın olumsuz etkileri kendini hissettirmeye başlamıştır. Bu çalışmanın temel amacı tarımsal açıdan önemli bir saha olan Küçük Menderes Havzası’nda iklim değişikliği senaryolarını kullanarak meteorolojik kuraklıkla ilgili gelecek yıllarda öngörülen değişimleri tespit etmektir. Bu amaçla Çeşme, Selçuk, Kuşadası, Ödemiş, İzmir (Bölge) meteoroloji istasyonlarının aylık ortalama sıcaklık ve aylık toplam yağış verileri kullanılmıştır. Ayrıca HadGEM2-ES, MPI-ESM-MR, GFDL-ESM2M küresel iklim modellerinin 1971-2000 referans dönemi ile 2016-2099 yılları arası iklim projeksiyonu iki farklı senaryo (RCP4.5 ve RCP8.5) verileri Küçük Menderes Havzası’nı kapsayan bölge için aylık ortalama sıcaklık ve aylık toplam yağış olarak Meteoroloji Genel Müdürlüğü’nden elde edilmiştir. Öncelikle modellerin referans dönem verileri ile araştırma alanındaki meteoroloji istasyonlarının rasat verileri kullanılarak hata değerleri hesaplanmıştır. Yapılan hata analizleri sonucu araştırma alanı için en uygun model olduğu tespit edilen HadGEM2-ES modelinin gelecek dönem RCP 4.5 ve RCP 8.5 senaryolarının kaba çözünürlük sonuçları 2016-2040, 2041-2070 ve 2071-2099 yıllarını kapsayan periyotlar halinde değerlendirilmiştir. Kuraklık analizleri için elimizdeki veri setine en uygun olan ve Akdeniz Havzası’nda pek çok çalışmada kullanılmış olan Bagnouls Gaussen kuraklık indeksi kullanılmıştır. Havzanın özellikle tarımsal açıdan en önemli kesimi olan doğu kesiminde her iki senaryoya göre de periyotlar arasında kuraklık değerlerinin artacağı tespit edilmiştir. Kuraklıktaki bu değişimlerin havza yönetiminden tarıma, su kaynaklarının korunmasından ekolojiye etkileri olacaktır. Havzada yeraltı suyunun bilinçsizce tüketimi gelecekte kuraklığın etkilerinin şiddetlenmesiyle daha büyük bir problem haline gelecektir. Havza kapsamında yapılacak bütün planlama çalışmalarında bu etkiler göz önünde bulundurulmalıdır.

Keywords

İklim değişikliği, Kuraklık, HadGEM2-ES küresel iklim modeli, Bagnouls Gaussen kuraklık indisi, Küçük Menderes Havzası

References

• Akyüz, Y. (2019). İklim değişikliğine uyum politikalarına yönelik çiftçi algı ve davranışlarının analizi: Küçük Menderes Havzası örneği. (Doktora Tezi) Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
• Akyüz, Y. ve Atış, E. (2018). Küçük Menderes havzasında iklim değişikliğinin olası etkileri ve üreticilerin konuya ilişkin farkındalıkları. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi, 21: 109-115.
• Bagnouls, F. and Gaussen, H. (1953). Saison sèche et indice xérothermique. Bulletin de la Société d'histoire naturelle de Toulouse, 88: 193-239.
• Bakanoğulları, F., Bahar, E., Kıvrak, C. and Gür, M. (2022). Assessment of meteorological and agricultural drought analysis in Kırklareli province. Journal of Tekirdag Agricultural Faculty, 19(4): 756-768.
• Beyaz Haber Ajansı (2022). Ödemiş’te Düzenlenen Küçük Menderes Su Çalıştayı’na Üreticiler Yoğun İlgisi Gösterdi. Beyaz Haber Ajansı, https://www.beyazhaberajansi.com/odemis-te-duzenlenen-kucuk-menderes-su-calistayi-na-ureticiler-yogun-ilgisi-gosterdi/60899/ (Erişim tarihi: 03.09.2022).
• Cebeci, İ., Öztürk, F., Sarısamur, F. ve Cebel, H. (2013). Güvenç Havzası aşındırıcı güç indisleri ve kurak dönemlerin belirlenmesi. Toprak Su Dergisi, 2(1): 15-22.
• Chen, S. T., Kuo, C. C. and Yu, P. S. (2009). Historical trends and variability of meteorological droughts in Taiwan. Hydrological Sciences Journal, 54(3): 430–441.
• Chen, L. G., Gottschalck, J., Hartman, A., Miskus, D., Tinker, R. and Artusa, A. (2019). Flash drought characteristics based on U.S. drought monitor. Atmosphere, 10: 498.
• Deitch, M. J., Sapundjieff, M. J. and Feirer, S. T. (2017). Characterizing precipitation variability and trends in the world’s Mediterranean-climate areas. Water, 9(4): 259.
• Di Castri, F. (1973). Climatographical Comparisons Between Chile and the Western Coast of North America, Mediterranean Type Ecosystems (Editors Francesco di Castri and Harold A.Mooney). 21–36, Springer, Berlin.
• Dünkeloh, A. and Jacobeit, J. (2003). Circulation dynamics of Mediterranean precipitation variability 1948-98. International Journal of Climatology, 23: 1843-1866.
• Eskioğlu, O., Gürkan, H., Arabacı, H., Demircan, M., Şensoy, S., Yazıcı, B., Kocatürk, A., Sümer, U. M. ve Coşkun, M. (2017). İklim Değişikliğinin GFDL-ESM2M Modeline Göre Nispi Nem Üzerine Olası Etkisi. IV. Türkiye İklim Değişikliği Kongresi, 5-7 Temmuz, İstanbul, Türkiye.
• Faroquhi, S. (2001). Tarımsal Değişimin Bir Göstergesi Olarak Doğal Afet: Edirne Bölgesinde Sel. Osmanlı İmparatorluğu’nda Doğal Afetler (Editör Elizabet Zachariadou), 273-296, Tarih Vakfı Yurt Yayınları, İstanbul.
• Güney, Y. (2017). Selendi çayı havzası (Manisa) erozyon duyarlılık analizi ve iklim değişikliğinin erozyon duyarlılığına etkilerinin modellenmesi. (Doktora Tezi) İstanbul Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, İstanbul.
• Gürkan, H. (2015). Türkiye'de iklim faktörlerinin ve iklim değişikliğinin ayçiçeği (Helianthus annuus L.) bitkisinin verimi üzerine etkisi. (Yüksek Lisans Tezi) Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Gürkan, H., Shelia, V., Bayraktar, N., Ersoy Yıldırım, Y., Yesilekin, N., Gündüz, A., Boote, K., Porter, C. and Hoogenboom, G. (2020). Estimating the potential impact of climate change on sunflower yield in the Konya province of Turkey. The Journal of Agricultural Science. 158: 806–818.
• Karademir, Z. (2014). İmparatorluğun Açlıkla İmtihanı Osmanlı Toplumunda Kıtlıklar (1560-1660). Kitap Yayınları, İstanbul.
• Konukçu, F., Deveci, H. and Altürk, B. (2020). Modelling of the effect of climate change on wheat yield in Thrace region with AquaCrop and WOFOST models. Journal of Tekirdağ Agricultural Faculty, 17(1): 77-96.
• Lu, V. A. (2018). XIV. ve XVII. yüzyıllarda iklimsel ve doğal şartların Osmanlı İmparatorluğuna etkisi. PESA Uluslararası Sosyal Araştırmalar Dergisi, 4(2): 216-240.
• Maybank, J., Bonsai, B., Jones, K., Lawford, R., O'brien, E. G., Ripley, E. A. and Wheaton, E. (1995). Drought as a natural disaster. Atmosphere-Ocean, 33(2): 195-222.
• MGM (2013). Yeni Senaryolarla Türkiye için İklim Değişikliği Projeksiyonları. TR2013-CC, MGM Matbaası, Ankara.
• MGM (2014). İklim Projeksiyonlarına Göre Akarsu Havzalarında Sıcaklık ve Yağış Değerlendirmesi. Araştırma Dairesi Başkanlığı Klimatoloji Şube Müdürlüğü, Ankara.
• MGM (2015). Yeni Senaryolar ile Türkiye İklim Projeksiyonları ve İklim Değişikliği. TR2015-CC, MGM Matbaası, Ankara.
• MGM (2021). Çeşme, İzmir (Bölge), Ödemiş, Selçuk, Kuşadası Meteoroloji İstasyonu Rasat Verileri. Meteoroloji Genel Müdürlüğü, Ankara.
• MGM (2023). İklim Projeksiyonu Veri Talebi Klavuzu. Meteoroloji Genel Müdürlüğü https://www.mgm.gov.tr/iklim/iklim-degisikligi.aspx?s=veriTalebi (Erişim tarihi: 05.09.2023).
• Muluk, Ç. B., Kurt, B., Turak, A., Türker, A., Çalışkan, M. A., Balkız, Ö., Gümrükçü, S., Sarıgül, G. ve Zeydanlı, U. (2013). Türkiye’de Suyun Durumu ve Su Yönetiminde Yeni Yaklaşımlar: Çevresel Perspektif. İş Dünyası ve Sürdürülebilir Kalkınma Derneği-Doğa Koruma Merkezi, https://www.skdturkiye.org/files/yayin/Turkiyede-Suyun-Durumu-ve-Su-Yonetiminde-Yeni-Yaklasimlar-Raporu.pdf (Erişim tarihi: 20.20.2023).
• Orman ve Su İşleri Bakanlığı Su Yönetimi Genel Müdürlüğü (2018). Küçük Menderes Havzası kuraklık yönetim planı (Cilt I). https://www.tarimorman.gov.tr/SYGM/Belgeler/Kurakl%C4%B1k%20Y%C3%B6netim%20Planlar%C4%B1/K%C3%BC%C3%A7%C3%BCk%20Menderes%20Havzas%C4%B1%20Kurakl%C4%B1k%20Y%C3%B6netim%20Plan%C4%B1%20Cilt%201.pdf (Erişim tarihi: 20.04.2023).
• Öztürk, M. Z., Çetinkaya, G. ve Aydın, S. (2017). Köppen-Geiger iklim sınıflandırmasına göre Türkiye’nin iklim tipleri. Coğrafya Dergisi, 35: 17-27.
• Poggetti, E., Cencetti, C., De Rosa, P., Fredduzzi, A. and Rivelli, F. R. (2019). Sediment supply and hydrogeological hazard in the Quebrada de Humahuaca (Province of Jujuy, Northwestern Argentina)-Rio Huasamayo and Tilcara area. Geosciences, 9(11): 483.
• Sarış, F. ve Gedik, F. (2021). Konya Kapalı Havzası’nda meteorolojik kuraklık analizi. Coğrafya Dergisi, (42): 295-308.
• Sordo-Ward, A., Bejarano, M. D., Iglesias, A., Asenjo, V. and Garrote, L. (2017). Analysis of current and future SPEI droughts in the La Plata basin based on results from the regional eta climate model. Water, 9(11): 857.
• Şahin, Y., Baba, A. ve Tayfur, G. (2020). Küçük Menderes Havzasındaki barajlar ve tarımsal gelişmeye olan katkıları. İklim Değişikliği ve Çevre, 5(2): 16-23.
• Şen, B. (2007). Bölgesel iklim modelleri kullanılarak Çukurova Yöresi'nde iklim değişikliğinin 1. ve 2. ürün mısır verimine olası etkilerinin belirlenmesi. (Doktora Tezi) Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
• Tate, L. and Gustard, A. (2000). Drought Definition: A Hydrological Perspective. Drought and drought mitigation in Europe (Editors Jürgen V. Vogt and Francesca Somma). 23-48. Springer, Dordrecht.
• Türkeş, M. ve Demirörs, Z. (2009). Palmer Kuraklık İndisi’ne göre İç Anadolu Bölgesi’nin Konya Bölümü’ndeki kurak dönemler ve kuraklık şiddeti. Coğrafi Bilimler Dergisi, 7(2): 129-144.
• White, S. (2013). Osmanlı’da İsyan İklimi (Erken Modern Dönemde Celali İsyanları). Alfa Basım Yayın, İstanbul. Wilhite, D. A. (2000). Drought as a Natural Hazard: Concepts and Definitions. Drought: A Global Assessment (Editor Donald A. Wilhite), 3–18. Routledge, London.
• Yılmaz, Y. ve Kadıoğlu, Y. (2017). Küçük buzul çağı, kuraklık ve diğer coğrafi olayların Celali İsyanları üzerindeki. Studies Of The Ottoman Domain, 7(12): 267-288.
• Vardar, S. (2010). Küçük Menderes Havzasına Coğrafi Perspektiften Genel Bir Bakış. Küçük Menderes Araştırmaları (Editör Emin Başaranbilek). 90-101. Ege Ofset ve Yayıncılık, İstanbul.
• Yoldaş, F. (2011). Küçük Menderes Havzasında alternatif sebze ürün arayışları. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 16(2): 54-58.
• Zargar, A., Sadiq, R., Naser, B. and Khan, F. I. (2011). A review of drought indices. Environmental Reviews, 19: 333–349.