Türkiye’nin Değişen İkliminde Isıtma ve Soğutma Gün Derecelerinin Gelecek Projeksiyonları

Abstract

İklim değişikliğinin etkisiyle ısıtma ve soğutmaya bağlı gelecekteki enerji talebi ihtiyacında oluşabilecek değişikliklerin öngörülmesinde gün derecelerinden faydalanılması en pratik yöntemlerden biri olarak ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada günümüzdeki gibi yoğun sera gazı emisyonunu içeren RCP8.5 senaryosuna göre Türkiye’de iklim değişikliğiyle birlikte gelecekte ısıtme ve soğutma gün derecelerinde nasıl bir değişim olacağı öngörülmüştür. Bu amaçla RegCM bölgesel iklim modeli kullanılarak elde edilen yüksek çözünürlüklü sıcaklık değerleri ile hesaplanan ısıtma ve soğutma gün derece değerleri 2016-2035 ve 2046-2065 gelecek dönemleri için 1981-2000 referans dönemine göre kıyaslanmıştır. Buna göre, ısıtma gün derece sayılarında tüm ülke genelinde bir azalma ve soğutma gün derece sayılarında ise genel olarak bir artış olacağı öngörülmüştür. Isıtma gün derece sayılarındaki bu azalmanın ve soğutma gün derece sayılarındaki bu artışın 2046-2065 döneminde 2016-2035 dönemine kıyasla daha fazla olacağı sonucuna varılmıştır. Çalışma sonucuna göre, ısıtma gün derecelerinde her iki gelecek periyodu için en fazla azalış olacağı öngörülen iller sırasıyla; Sivas, Kayseri, Kahramanmaraş ve Mersin; soğutma gün derecelerinde en fazla artış olacağı öngörülen iller sırasıyla; 2016-2035 gelecek periyodu için Şanlıurfa, Diyarbakır, Adana, Manisa; 2046-2065 gelecek periyodu için Şanlıurfa, Diyarbakır, Adana ve Hatay olarak ortaya çıkmaktadır. Bu sıralamada dikkat çeken nokta, soğutma gün derecesinde 2016-2035 gelecek periyodunda en fazla artışın beklendiği dördüncü il olan Manisa’nın yerine 2046-2065 gelecek periyodunda Hatay’ın yer almasıdır. Ayrıca, bu çalışma, Türkiye için en yüksek çözünürlüklü iklim model çıktılarını kullanarak ısıtma ve soğutma gün derecelerindeki muhtemel değişimleri araştıran ilk çalışmadır.

Keywords

• Isıtma ve soğutma gün dereceleri,İklim değişikliği,Türkiye için iklim projeksiyonları,İklim modellemesi

Future Projections of Heating and Cooling Degree Days in a Changing Climate of Turkey

Abstract

It is one of the most practical methods to take advantage of the degree days to foresee the possible changes in the future energy demand depending on heating and cooling due to the effects of climate change. In this study, it is projected that how the heating and cooling degree days in Turkey will covary with climate change under the RCP8.5 scenario, which consists in intense greenhouse gas emissions as it is today. For this purpose, the heating and cooling degree days calculated using the high resolution temperature values ​​obtained from the RegCM regional climate model were compared for the future periods of 2016-2035 and 2046-2065 with respect to the reference period of 1981-2000. Accordingly, it was found that the number of heating degree days will decrease in the whole country, whereas the number of cooling degree days will generally increase. This reduction in heating degree days and the rise in cooling degree days will be higher in the period of 2046-2065 rather than in the period of 2016-2035. According to the result of the study, the utmost decrease in the heating degree days will be seen in Sivas, Kayseri, Kahramanmaraş, and Mersin for both future periods. For the period of 2016-2035, the highest increase in the cooling degree days will be occurred in Şanlıurfa, Diyarbakır, Adana, and Manisa respectively, whereas the maximum increase in the cooling degree days will be experienced in Şanlıurfa, Diyarbakır, Adana and Hatay for the period of 2046-2065. The most remarkable point here is that Hatay is ranking as the fourth in 2046-2065 period instead of Manisa, which has the fourth highest increase in cooling degree days during the period of 2016-2035. In addition, this study is the first research which investigates the prospective changes in heating and cooling degree days using the highest resolution climate model outputs for Turkey.

Keywords

• Heating and cooling degree days,Climate change,Climate projections for Turkey,Climate modeling

References

1. [1] Auffhammer, M., & Mansur, E. T. (2014). Measuring climatic impacts on energy consumption: A review of the empirical literature. Energy Economics, 46, 522-530.
2. [2] Mansur, E. T., Mendelsohn, R., & Morrison, W. (2008). Climate change adaptation: A study of fuel choice and consumption in the US energy sector. Journal of Environmental Economics and Management, 55(2), 175-193.
3. [3] ASHRAE. (2001). ASHRAE Handbook: Fundamentals. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, 544 pp.
4. [4] Badescu, V., & Zamfir, E. (1999). Degree-days, degree-hours and ambient temperature bin data from monthly-average temperatures (Romania). Energy Conversion and Management, 40(8), 885-900.
5. [5] Büyükalaca, O., Bulut, H., & Yılmaz, T. (2001). Analysis of variable-base heating and cooling degree-days for Turkey. Applied Energy, 69(4), 269-283.
6. [6] Christenson, M., Manz, H., & Gyalistras, D. (2006). Climate warming impact on degree-days and building energy demand in Switzerland. Energy Conversion and Management, 47(6), 671-686.
7. [7] Matzarakis, A., & Balafoutis, C. (2004). Heating degree‐days over Greece as an index of energy consumption. International Journal of Climatology, 24(14), 1817-1828.
8. [8] Dombaycı, Ö. A. (2009). Degree-days maps of Turkey for various base temperatures. Energy, 34(11), 1807-1812.

9. [9] Papakostas, K., Mavromatis, T., & Kyriakis, N. (2010). Impact of the ambient temperature rise on the energy consumption for heating and cooling in residential buildings of Greece. Renewable Energy, 35(7), 1376-1379.
10. [10] Al-Hadhrami, L. M. (2013). Comprehensive review of cooling and heating degree days characteristics over Kingdom of Saudi Arabia. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 27, 305-314.
11. [11] Cartalis, C., Synodinou, A., Proedrou, M., Tsangrassoulis, A., & Santamouris, M. (2001). Modifications in energy demand in urban areas as a result of climate changes: an assessment for the southeast Mediterranean region. Energy Conversion and Management, 42(14), 1647-1656.
12. [12] Hadley, S. W., Erickson, D. J., Hernandez, J. L., Broniak, C. T., & Blasing, T. J. (2006). Responses of energy use to climate change: A climate modeling study. Geophysical Research Letters, 33(17).
13. [13] Benestad, R. (2008). Heating degree days, cooling degree days, and precipitation in Europe: analysis for the CELECT-project. Report for the Norwegian Metereoroligical Institute.
14. [14] Xu, P., Huang, Y. J., Miller, N., Schlegel, N., & Shen, P. (2012). Impacts of climate change on building heating and cooling energy patterns in California. Energy, 44(1), 792-804.
15. [15] Zhou, Y., Eom, J., & Clarke, L. (2013). The effect of global climate change, population distribution, and climate mitigation on building energy use in the US and China. Climatic Change, 119(3-4), 979-992.
16. [16] Wang, H., & Chen, Q. (2014). Impact of climate change heating and cooling energy use in buildings in the United States. Energy and Buildings, 82, 428-436.
17. [17] Sailor, D. J. (2001). Relating residential and commercial sector electricity loads to climate—evaluating state level sensitivities and vulnerabilities. Energy, 26(7), 645-657.
18. [18] Pardo, A., Meneu, V., & Valor, E. (2002). Temperature and seasonality influences on Spanish electricity load. Energy Economics, 24(1), 55-70.
19. [19] Valor, E., Meneu, V., & Caselles, V. (2001). Daily air temperature and electricity load in Spain. Journal of Applied Meteorology, 40(8), 1413-1421.
20. [20] Martinaitis, V. (1998). Analytic calculation of degree-days for the regulated heating season. Energy and Buildings, 28(2), 185-189.
21. [21] OrtizBeviá, M. J., Sánchez-López, G., Alvarez-Garcìa, F. J., & RuizdeElvira, A. (2012). Evolution of heating and cooling degree-days in Spain: trends and interannual variability. Global and Planetary Change, 92, 236-247.
22. [22] Coşkun, M., Gürkan, H., Arabacı, H., Demircan, M., Eskioğlu, O., Şensoy, S.,Yazıcı, B. (2016). İklim değişikliğinin enerji tüketimine etkisi. 10.Uluslararası Temiz Enerji Sempozyumu (UTES), 24-26 Ekim 2016, İstanbul.
23. [23] TÜİK. (2013). Nüfus projeksiyonları, 2013-2075. http://www.tuik.gov.tr/PreHaberBultenleri.do?id=15844
24. [24] Tatli, H., Dalfes, H. N., & Menteş, Ş. S. (2004). A statistical downscaling method for monthly total precipitation over Turkey. International Journal of Climatology, 24(2), 161-180.
25. [25] Gosling, S. N., Dunn, R., Carrol, F., Christidis, N., Fullwood, J., Gusmao, D. D., ... & Kennedy, J. (2011). Climate: Observations, projections and impacts. The United Kingdom: Met Office.
26. [26] 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.
27. [27] Tatli, H. (2015). Downscaling standardized precipitation index via model output statistics. Atmósfera, 28(2), 83-98.
28. [28] Pal, J. S., Giorgi, F., Bi, X., Elguindi, N., Solmon, F., Rauscher, S. A., Gao, X., Francisco, R., Zakey, A., Winter, J., Ashfaq, M., Syed, F. S., Sloan, L. C., Bell, J. L., Diffenbaugh, N. S., Karmacharya, J., Konaré, A., Martinez, D., Da Rocha, R. P., Steiner, A. L. (2007). Regional climate modeling for the developing world: the ICTP RegCM3 and RegCNET. Bulletin of the American Meteorological Society, 88(9), 1395-1409.
29. [29] Taylor, K. E., Stouffer, R. J., Meehl, G. A. (2012). An overview of CMIP5 and the experiment design. Bulletin of the American Meteorological Society, 93(4), 485-498.
30. [30] Van Vuuren, D. P., Edmonds, J., Kainuma, M., Riahi, K., Thomson, A., Hibbard, K., Hurtt, G. C., Kram, T., Krey, V., Lamarque, J. F., Masui, T., Meinshausen, M., Nakicenovic, N., Smith, S. J., Rose, S. K. (2011). The representative concentration pathways: an overview. Climatic Change, 109, 5-31.
31. [31] Riahi, K., Gruebler, A., and Nakicenovic, N. (2007). Scenarios of long-term socio-economic and environmental development under climate stabilization. Technological Forecasting and Social Change, 74 (7), 887-935.
32. [32] Day, T. (2006). Degree-days: theory and application. The Chartered Institution of Building Services Engineers, London, 106.
33. [33] EIA. (2016). Energy Units and Calculators Explained: Degree-Days. http://www.eia.gov/energyexplained/index.cfm?page=about_degree_days
34. [34] Aceituno, P. (1979). Statistical formula to estimate heating or cooling degree-days. Agricultural Meteorology, 20(3), 227-232.
35. [35] Ahrens, C. D. (2012). Essentials of Meteorology: An Invitation to the Atmosphere, 6th Edition. The United States of America: Brooks/Cole Cengage Learning.
36. [36] Bromley, M. (2009). Degree Days: Understanding Heating and Cooling Degree Days. http://www.degreedays.net/introduction
37. [37] TÜİK. (2015). İllerin aldığı, verdiği göç, net göç ve net göç hızı, 1980-2015. http://www.tuik.gov.tr/PreIstatistikTablo.do?istab_id=1595
38. [38] Kültür ve Turizm Bakanlığı. (2015a). Tesis istatistikleri. http://yigm.kulturturizm.gov.tr/TR,9859/tesis-istatistikleri.html
39. [39] Kültür ve Turizm Bakanlığı. (2015b). İllere göre sit alanları istatistiği. http://www.kulturvarliklari.gov.tr/TR,44974/illere-gore-sit-alanlari-istatistigi.html
40. [40] Giorgi, F. (2006). Climate change hot‐spots. Geophysical Research Letters, 33(8), 1-4.
41. [41] Giorgi, F., & Lionello, P. (2008). Climate change projections for the Mediterranean region. Global and Planetary Change, 63(2), 90-104.
42. [42] Turp, M. T., Ozturk, T., Türkeş, M., Kurnaz, M. L. (2015). Assessment of projected changes in air temperature and precipitation over the Mediterranean region via multi-model ensemble mean of CMIP5 models. Journal of the Black Sea/Mediterranean Environment, Special Issue (21), 93-96.
43. [43] Ozturk, T., Ceber, Z. P., Türkeş, M., & Kurnaz, M. L. (2015). Projections of climate change in the Mediterranean Basin by using downscaled global climate model outputs. International Journal of Climatology, 35(14), 4276-4292.
44. [44] Akbaş, A. (2014). Türkiye’de klimatolojik kuraklık olasılıklarının dağılışı. Türk Coğrafya Dergisi, 63, 1-7.