The spatial distribution of temperature inversions in Türkiye

Abstract

Temperature inversion, defined as the increase in temperature contrary to expectations as altitude increases, is essentially a normal atmospheric phenomenon, but it can also turn into a situation that significantly affects daily life by increasing the impact of air pollution, causing frost during the flowering period of fruit trees or natural phenomena such as fogs. Temperature inversion has not been sufficiently analyzed in climatology studies conducted in Turkey, and it has mostly been briefly discussed as a factor affecting the issue in air pollution studies. In this study, 89 station pairs selected from different regions of Türkiye were analyzed and accordingly, a large number of areas where inversion occurs were examined on a large time scale and the existence of inversion was tried to be revealed. The results of the study show that inversion intensities generally increase during the cold period in Turkey. When pairs with higher inversion densities during the warm season were examined, it was notable that 8 out of 13 pairs had their lower stations located near a dam or lake.It is thought that the presence of conduction effects or continuously irrigated areas may influence inversion densities during the warm season. When the inversion intensities of the station pairs were examined, 7 station pairs with an intensities of more than 30% were identified, and the pair with the highest rate was Iğdır-Iğdır University pair with 48.13%, and it was observed that the highest inversion was experienced in this area both in the warm and cold periods.

Keywords

• Temperature inversion
• Station pairs
• Inversion intensity
• Conduction

Türkiye’de sıcaklık terselmesinin dağılışı

Abstract

Normal şartlar altında yerden yükseldikçe azalması beklenen sıcaklığın, tam tersine artması olarak tanımlanan sıcaklık terselmesi, esasında normal bir atmosferik olay olsa da hava kirliliğinin etkisini arttıran, meyve ağaçlarının çiçek açma döneminde dona veya radyasyon sisleri gibi doğa olaylarına sebebiyet vererek gündelik hayatı önemli ölçüde etkileyen bir duruma da dönüşebilir. Sıcaklık terselmesi özellikle Türkiye’de yapılan klimatoloji çalışmalarında yeterince incelenmemiş, çoğunlukla hava kirliliği çalışmalarında konuya etki eden bir faktör olarak kısaca ele alınmıştır. Bu çalışmada Türkiye’nin farklı bölgelerinden seçilen 89 istasyon çifti analiz edilmiş ve buna göre sıcaklık terselmesinin meydana geldiği çok sayıda alan, geniş bir zaman ölçeğinde incelenerek sıcaklık terselmesinin varlığı ortaya konmaya çalışılmıştır. Çalışma sonucunda Türkiye’de terselme yoğunluklarının genel olarak soğuk dönemde arttığı görülmektedir. Sıcak dönemde terselme yoğunluğu daha fazla olan çiftler incelendiğinde, 13 çiftin 8 tanesinin alçak istasyonunun bir baraj veya göl çevresinde kurulmuş olması dikkat çekicidir. Sıcak dönem terselme yoğunlukları üzerinde kondüksiyon etkisinin veya sürekli sulanan alanların varlığının bir etkisi olduğu düşünülmektedir. İstasyon çiftlerinin terselme yoğunlukları incelendiğin de terselme oranı %30’dan fazla olan 7 istasyon çifti tespit edilmiş, bunlar içerisinde en yüksek orana sahip çiftin % 48,13 ile Iğdır-Iğdır Üniversitesi çifti olduğu, gerek sıcak dönemde gerekse soğuk dönemde en çok sıcaklık terselmesinin bu sahada yaşandığı görülmüştür.

Keywords

• Sıcaklık terselmesi
• İstasyon çifti
• Terselme yoğunluğu
• Kondüksiyon

References

1. Akmaz, U. (2017). Düzce ili hava kalitesi indeksi (PM10) izlenmesi ve durum tespiti. İçinde VII. Ulusal hava kirliliği ve kontrolü sempozyumu bildiriler kitabı (ss. 842-852). Hava Kirlenmesi Araştırmaları ve Denetimi Türk Milli Komitesi. http://hkadtmk.org/Bildiriler/HKK-2017/Bildiriler/071.pdf
2. Alım, M., & Kaya, G. (2005). Iğdır’da kayısı tarımı ve başlıca sorunları. Doğu Coğrafya Dergisi, 14, 47-65. https://dergipark.org.tr/en/pub/ataunidcd/issue/2435/30937
3. Alpar, R. (2003). Uygulamalı çok değişkenli istatistiksel yöntemlere giriş 1. Nobel Yayın Dağıtım.
4. Alkan, A. (2018). Hava kirliliğinin ciddi boyutlara ulaştığı kentlere bir örnek: Siirt. Bitlis Eren Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 7(2), 641-666. https://dergipark.org.tr/en/pub/bitlissos/issue/41200/475981
5. Bailey, A., Chase, T. N., Cassano, J. J., & Noone, D. (2011). Changing temperature inversion characteristics in the U.S. southwest and relationships to large-scale atmospheric circulation. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 50(6), 1307-1323. https://doi.org/10.1175/2011JAMC2584.1
6. Balcıoğlu, Y. E., Kaya, C., & Demircan, M. (2022). İklim değişikliğinin Malatya ilinde kayısı rekoltesi ve coğrafi dağılışına etkileri. JENAS Journal of Environmental and Natural Studies, 4(2), 119-146. https://doi.org/10.53472/jenas.1136337
7. Bonan, G. B. (2000). The microclimates of a suburban Colorado (USA) landscape and implications for planning and design. Landscape and Urban Planning, 49(3-4), 97-114. https://doi.org/10.1016/S0169-2046(00)00071-2
8. Bornstein, R. D. (1968). Observations of the urban heat island effect in New York City. Journal Of Applied Meteorology and Climatology, 7(4), 575-582. https://doi.org/10.1175/1520-0450(1968)007<0575:OOTUHI>2.0.CO;2.

9. Broadbent, A. M., Coutts, A. M., Tapper, N. J., Demuzere, M., & Beringer, J. (2018). The microscale cooling effects of water sensitive urban design and irrigation in a suburban environment. Theoretical and Applied Climatology, 134, 1-23. https://doi.org/10.1007/s00704-017-2241-3
10. Buldur, A. D., & Sarı, S. (2018). Sıcaklık terselmesinin hava kirliliğine etkisi (Isparta şehir merkezi örneği). Journal of Turkish Studies, 13(3), 163-179. https://doi.org/10.7827/turkishstudies.12858
11. Coşkun, M., Coşkun, S., & Gözalan, S. (2020). Temperature inversion winter seasonal in Karabuk-Safranbolu Basin: Possible effects on natural and human environment (Turkey). Turkish Studies, 15(1), 71-82. https://doi.org/10.29228/turkishstudies.40320
12. Çiçek, İ. (2005). Ankara’da şehir ve kırsal sıcaklık farklarındaki değişiklikler (1970-2002). Fırat Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 15(2), 1-16. https://dergipark.org.tr/en/pub/firatsbed/issue/45191/565904
13. Çiçek, İ., & Doğan, U. (2005). Ankara’da şehir ısı adasının incelenmesi. Coğrafi Bilimler Dergisi, 3(1), 57-72. https://doi.org/10.1501/Cogbil_0000000049
14. Çiçek, İ., Türkoğlu, N., & Gürgen, G. (2004). Ankara’da hava kirliliğinin istatistiksel analizi. Fırat Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 14(2), 1-18. https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/71991#page=7
15. Çiftçi, Ç., Dursun, Ş., Levend, S., & Kunt, F. (2013). Topoğrafik yapı, iklim şartları ve kentleşmenin Konya’da hava kirliliğine etkisi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 1(1), 19-24. https://dergipark.org.tr/en/pub/ejosat/issue/5383/73020
16. Çimen, N., Yağan, Y., & Polatkan, Ö. (2007). Aeroloji. Çevre ve Orman Bakanlığı Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü. https://mgm.gov.tr/FILES/genel/kitaplar/aeroloji.pdf
17. Çukur, H., & Aygören, T. (2018). Denizli’de hava kirliliği ve klimatik özellikler arasındaki ilişkiler. The Journal of Academic Social Science, 6(82), 594-611. http://dx.doi.org/10.16992/ASOS.14336
18. Emiroğlu, M. (1967). Ankara şehrinde hava kirlenmesini arttıran doğal faktörler. Türk Coğrafya Dergisi, (24-25), 172-193. https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/198906
19. Erol, O. (2011). Genel klimatoloji (9. bs). Çantay Kitabevi.
20. Garipağaoğlu, N., & Duman, C. (2017). Bursa kenti hava kalitesinin zaman içerisindeki değişimi. Marmara Coğrafya Dergisi/Marmara Geographical Review, 36, 57-70. https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/325748
21. Gürbüz, M., & Özdemir, Y. (2016). Afşin-Elbistan termik santrallerinin çevre kirliliği üzerindeki etkilerinin mesafe tabanlı algı analizi. Doğu Coğrafya Dergisi, 36, 95-118. https://doi.org/10.17295/dcd.43895
22. Hatun, Ü. (2010). Malatya havzası ve çevresinde iklim özelliklerinin meyveciliğe etkisi (Tez No. 253977) [Yüksek lisans tezi, Fırat Üniversitesi]. https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/TezGoster?key=NtBAevXNhYaNqJFoAcdBdrG4tqHhSLwYbzOKVfQpNqpeQDWqJgYToaUn-POmeLYs
23. Hu, Y. G., Asante, E. A., Lu, Y. Z., Mahmood, A., Buttar, N. A., & Yuan, S. Q. (2018). Review of air disturbance technology for plant frost protection. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 11(3), 21-28. https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20181103.3172
24. Iakunin, M., Salgado, R., & Potes, M. (2018). Breeze effects at a large artificial lake: summer case study. Hydrology and Earth System Sciences, 22(10), 5191-5210. https://doi.org/10.5194/hess-22-5191-2018
25. İbret, B. Ü., & Aydınözü, D. (2009). Şehirleşmede yanlış yer seçiminin hava kirliliği üzerine olan etkisine bir örnek: Kastamonu şehri. İstanbul Üniversitesi Coğrafya Dergisi, 18, 71-88. https://dergipark.org.tr/en/pub/iucografya/issue/25046/264418
26. İskan, S., & Koç, T. (2021). İnegöl (Bursa) havzasında hava kalitesinin fiziki ortam ile ilişkisi. Türk Coğrafya Dergisi, 77, 7-18. https://doi.org/10.17211/tcd.871839
27. Joly, D., & Richard, Y. (2018). Topographic descriptors and thermal inversions amid the plateaus and mountains of the Jura (France). Climatologie, 15, 46-61. https://doi.org/10.4267/climatologie.1335
28. Joly, D., & Richard, Y. (2022). Temperature inversions in France–Part A: time variations. Climatologie, 19, 4. https://doi.org/10.1051/climat/202219004
29. Kachar, H., Mobasheri, M. R., Abkar, A. A., & Rahim Zadegan, M. (2015). Detection and modeling of temperature inversion in the atmosphere using MODIS images (Case study: Kermanshah). International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences-ISPRS Archives, 40(1W5), 357-363. https://doi.org/10.5194/isprsarchives-XL-1-W5-357-2015
30. Karadoğan, S., & Kavak, M. T. (2017). Diyarbakır havzasında iklim üzerinde etkili olan yer şekilleri ve litolojik faktörlerin MODİS uydu görüntüsü verileri ile incelenmesi. Türkiye Jeoloji Bülteni / Geological Bulletin of Turkey, 60, 557-568. https://doi.org/10.25288/tjb.363822
31. Keser, N. (2002). Kütahya’da hava kirliliğine etki eden topografik ve klimatik faktörler. Marmara Coğrafya Dergisi, 5, 69-100. https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/718707
32. Khalesi, B., & Mansouri Daneshvar, M. R. (2020). Comprehensive temporal analysis of temperature inversions across urban atmospheric boundary layer of Tehran within 2014–2018. Modeling Earth Systems and Environment, 6(2), 967-982. https://doi.org/10.1007/s40808-020-00732-x
33. Kopar, İ., & Zengi̇n, M. (2009). Coğrafi faktörlere bağlı olarak Erzurum kentinde hava kalitesinin zamansal ve mekânsal değişiminin belirlenmesi. Türk Coğrafya Dergisi, 53, 51-68. https://doi.org/10.17211/tcd.80672
34. Kunt, F., & Dursun, Ş. (2018). Konya merkezinde hava kirliliğine bazı meteorolojik faktörlerin etkisi. Ulusal Çevre Bilimleri Araştırma Dergisi, 1(1), 54-61. https://dergipark.org.tr/tr/pub/ucbad/issue/38456/446065
35. Li, Y., & Chao, J. (2018). Theoretical urban heat island circulation in the temperature inversion profile. Atmosphere, 9(3), 98. https://doi.org/10.3390/atmos9030098
36. Mansouri Daneshvar, M. R., Khatami, R., & Ebrahimi, M. (2024). An analysis of urban heat island based on the temperature inversion across the atmospheric boundary layer in Mashhad, Iran (2018–2022). Spatial Information Research, 32(5), 607-622. https://doi.org/10.1007/s41324-024-00585-x
37. Oke, T. R. (2002). Boundary layer climates. Routledge.
38. Qi, X., Wang, J., & Yao, F. (2025). Impacts of small lakes and underlying surface characteristics on local thermal environments in summer. Water, 17(9), 1327. https://doi.org/10.3390/w17091327
39. Rendón, A. M., Salazar, J. F., Palacio, C. A., & Wirth, V. (2015). Temperature inversion breakup with impacts on air quality in urban valleys influenced by topographic shading. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 54(2), 302-321. https://doi.org/10.1175/JAMC-D-14-0111.1
40. Saaroni, H., & Ziv, B. (2003). The impact of a small lake on heat stress in a Mediterranean urban park: the case of Tel Aviv, Israel. International journal of Biometeorology, 47, 156-165. https://doi.org/10.1007/s00484-003-0161-7
41. Sarı, S., & Buldur, A. D. (2017). Topografyanın minimum ekstrem sıcaklıklara etkisi (Karaman-Hadim örneği). Electronic Turkish Studies, 12(29). http://dx.doi.org/10.7827/TurkishStudies.12581
42. Sever, R. (2008). Malatya’daki hava kirliliğine coğrafi bakış. Doğu Coğrafya Dergisi, 13(20), 59-76. https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/26710
43. Spronken-Smith, R. A., & Oke, T. R. (1998). The thermal regime of urban parks in two cities with different summer climates. International Journal of Remote Sensing, 19(11), 2085–2104. https://doi.org/10.1080/014311698214884
44. Sun, R., & Chen, L. (2012). How can urban water bodies be designed for climate adaptation?. Landscape and Urban Planning, 105(1-2), 27-33. https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2011.11.018
45. Şahin, C. (1989). Hava kirliliği ve hava kirliliğini etkileyen doğal çevre faktörleri. Atatürk Kültür Dil ve Tarih Yüksek Kurumu Coğrafya Araştırmaları Dergisi, 1(1), 194-208. https://tucaum.ankara.edu.tr/wp-content/uploads/sites/280/2015/08/cadata1_3.pdf
46. Tağıl, Ş. (2007). Balıkesir’de hava kirliliğinin solunum yolu hastalıklarının mekansal dağılışı üzerine etkisini anlamada jeo-istatistik teknikler. Coğrafi Bilimler Dergisi, 5(1), 37-56. https://doi.org/10.1501/Cogbil_0000000070
47. Türkeş, M. (1996). Kent ve bölge planlamasında topoğrafyaya bağlı yerel rüzgarlar. AÜ Türkiye Coğrafyası Araştırma ve Uygulama Merkezi Dergisi, 5, 213-227. https://tucaum.ankara.edu.tr/wp-content/uploads/sites/280/2015/08/tucaum5_9.pdf
48. Voronoi, G. (1907). Nouvelles applications des paramètres continus à la théorie des formes quadratiques. J. reine angew. Math, 133, 97-178. https://doi.org/10.1515/crll.1908.133.97
49. Yang, L., Liu, X., & Qian, F. (2020). Research on water thermal effect on surrounding environment in summer. Energy and buildings, 207, 109613. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2019.109613
50. Yıldırım, U., & Korkmaz, H. (1998). Kahramanmaraş’ta coğrafi faktörlerin hava kirliliğine etkileri. Türk Coğrafya Dergisi, 33, 389-411. https://doi.org/10.17211/tcd.62014
51. Yılmaz, E. (2019). Mobil Ölçümlerle Ankara Şehir Isı Adası. Coğrafi Bilimler Dergisi, 17(2), 281-317. https://doi.org/10.33688/aucbd.600933
52. Yılmaz, E., (2017). Türkiye’nin bazı şehirlerindeki ısı adası özellikleri. İçinde Arslan, F. (Ed.), Prof. Dr. Mesut Elibüyük’e Armağan Kitabı, Türkiye Coğrafyası Araştırmaları (ss.177-205). Pegem Yayınevi. Yılmaz, E., &
53. Özcanlı, M. (2022, Ekim 07). Ağrı Dağı çevresinde arazi örtüsü değişikliği ve sıcaklık bulutluluk eğilimleri, [Konferans sunumu], 4. Coğrafya Eğitimi Kongresi, UCEK 2022. Karabük, Türkiye.
54. Yılmaz, M., Parlak, S., & Erken, K. (2021). Ormanlarda sıcaklık ve vejetasyon terselmesi. Ağaç ve Orman, 2(1), 7-14. https://dergipark.org.tr/tr/pub/agacorman