Hirfanlı Baraj Havzasında Sıcaklık Serilerinin Homojenlikve Eğilim Analizleri

Abstract

İklimler durağan olmamakla beraber zamansal ve mekânsal ölçekte sürekli değişim halindedir. Son yıllarda küresel ısınma ve iklimde gözlenen değişimler, hidrolojik çevrim ve su kaynakları üzerinde gün geçtikçe daha fazla etkisini göstererek, günümüzde sürdürülebilir yaşamı engelleyecek boyutlarda hissedilebilir hale gelmiştir. Bu sebeple, iklimde gözlenen değişimlerin temel sebeplerinin araştırılması, iklim değişikliğinin süreç olarak değerlendirilmesi ve ortaya çıkacak etkilerin belirlenmesine yönelik yapılan çalışmaların sayısı zamanla artmaktadır. Çalışmada, Hirfanlı baraj havzasındaki yıllık ve mevsimlik sıcaklık serilerinin homojenlikleri Pettitt Testi (PT), eğilimleri ise Spearman’s Rho (SR) ve Mann Kendall (MK) testleri kullanılarak araştırılmıştır. Yarı kurak iklim bölgesinde yer alan ve konumu gereği iklim değişiminin görülebileceği Hirfanlı Baraj havzası çalışma alanı olarak seçilmiştir. Havzada içerisinde bulunan Gemerek, Kayseri, Kırşehir, Nevşehir, Sivas ve Zara meteoroloji gözlem istasyonlarına ait 1965-2017 yılları arasındaki sıcaklık verileri analiz edilmiştir. Havza genelindeki yaz sıcaklıklarının arttığı dikkat çekmektedir. İlkbahar ve sonbahar mevsimlerinde de anlamlı artma eğilimleri belirlenmiştir. Yıllık ortalama sıcaklıklarda ise Zara dışındaki bütün istasyonlardaki artma eğilimleri istatistiki olarak %95 güven düzeyinde anlamlıdır. Elde edilen sonuçlar ve coğrafi bilgi sistemleri kullanılarak havzaya ait trend haritaları hazırlanmıştır. Yıllık sıcaklık serilerindeki artma eğiliminin havza genelinde yoğun bir şekilde yaz sıcaklıklarından artmasında kaynaklandığı ifade edilmiştir.

Keywords

• Trend analizi
• Homojenlik analizi
• Spearman’s Rho Test
• Mann Kendall Test
• Hirfanlı Baraj havzası

Homogeneity and Trend Analysis of Temperature Series in Hirfanli Dam Basin

Abstract

Climates are constantly changing on a temporal and spatial scale, so they are not static. In recent years, global warming and changes in climate have shown more and more effects on the hydrological cycle and water resources, and their effects have become so noticeable that they hinder sustainable life. For this reason, the studies on the investigation of the main causes of the observed changes in the climate, the evaluation of climate change as a process and the determination of the effects that will emerge, have increased over time. In the present study, the homogeneity of annual and seasonal temperature series in Hirfanli Dam basin were examined by using the Pettitt Test (PT), and the trends were examined with the Spearman’s Rho (SR) test and Mann Kendall (MK) test. Hirfanli Dam basin, which is located in the semi-arid climate region where climate change can be seen due to its location, was chosen as the study area. The temperature data of the Gemerek, Kayseri, Kirsehir, Nevsehir, Sivas and Zara meteorological stations in the basin between 1965 and 2017 were analyzed. It was noted that summer temperatures increased throughout the basin. Significant trends to increase were also detected inspring and autumn. The trend to increase was statistically significant at a 95% confidence level in all stations except for the Zara in terms of annual temperatures. Trend maps were prepared for the basin by using the results obtained here and the Geographical Information Systems. It was reported that the tendency to increase in annual temperature series was because of the increase in summer temperatures at intense levels throughout the basin.

Keywords

• Trend analysis
• Homogeneity analysis
• Spearman’s Rho Test
• Mann Kendall Test
• Hirfanli Dam basin

References

1. [1] Türkeş M. İklimsel Değişebilirlik Açısından Türkiye’de Çölleşmeye Eğilimli Alanlar. II. Hidrometeoroloji Sempozyumu, T.C. Başbakanlık Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü, Ankara; 1998.
2. [2] Büken ME. Adana İlinde İklim Değişikliği Etkileri Değerlendirmesi [Yüksek Lisans Tezi]. Adana: Çukurova Üniversitesi; 2016.
3. [3] Çeribaşı G. Batı Karadeniz Havzasının Yağış Verilerinin Yenilikçi Şen Yöntemi ile Analizi. Academic Platform Journal of Engineering and Science, 2018; 6(3):168-173. https://doi.org/10.21541/apjes.431965.
4. [4] İçağa Y, Harmancıoğlu N. Yeşilırmak Havzasında Su Kalitesi Eğilimlerinin Belirlenmesi. Türkiye İnşaat Mühendisliği XIII. Teknik Kongresi, Ankara; 1995.
5. [5] Bayazıt M, Cığızoğlu HK, Önöz B. Türkiye Akarsularında Trend Analizi. Türkiye Mühendislik Haberleri, 2002; 420-421-422: 8-10.
6. [6] Büyükyıldız M, Berktay A. Parametrik Olmayan Testler Kullanılarak Sakarya Havzası Yağışlarının Trend Analizi. Selçuk Üniversitesi Mühendislik, Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2004; 19(2): 23-38.
7. [7] Türkeş M. Orta Kızılırmak Bölümü Güney Kesiminin (Kapadokya yöresi) İklimi ve Çölleşmeden Etkilenebilirliği. Ege Coğrafya Dergisi. 2005; 14(1-2): 73‐97.
8. [8] Gümüş V, Yenigün K. Evaluation of Lower Fırat Basin Streamflow by Trend Analysis. 7th International Advances in Civil Engineering Conference, Yildiz Technical University, Istanbul, Turkey; 2006.

9. [9] Özfidaner M. Türkiye Yağış Verilerinin Trend Analizi ve Nehir Akımları Üzerine Etkisi [Yüksek Lisans Tezi]. Adana: Çukurova Üniversitesi; 2007.
10. [10] Karabulut M, Cosun F. Kahramanmaraş İlinde Yağışların Trend Analizi. Coğrafi Bilimler Dergisi. 2009; 7(1): 65-83. https://doi.org/10.1501/Cogbil_0000000095.
11. [11] Şen Z. Innovative trend analysis methodology. J. Hydrol. Eng. 2012; 17(9): 1042-1046. https://doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000556.
12. [12] Haktanır T, Çıtakoğlu H. Trend Independence Stationarity and Homogeneity Tests on Maximum Rainfall Series of Standard Durations Recorded in Turkey. Journal of Hydrologic Engineering. 2014; 19(9): 1-13. https://doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000973.
13. [13] Çeribaşı G, Doğan E. Karadeniz ve Sakarya Havzalarında Yıllık Ortalama Yağışların Trend Analizi. SDU International Technologic Science. 2015; 7(1), 1-7.
14. [14] Ay M, Kişi Ö. Kızılırmak Nehrinde Bazı İstasyonlardaki Akımların Trend Analizi. Teknik Dergi. 2017; 28(2): 7779-7794. https://doi.org/10.18400/tekderg.304034.
15. [15] Arslan O. Niğde İlindeki Potansiyel Evapotranspirasyon Tahminlerinin Trend Analizi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2017; 6(2): 602–608. https://doi.org/10.28948/ngumuh.341813.
16. [16] Bacanlı ÜG, Tanrıkulu A. Ege Bölgesinde Buharlaşma Verilerinin Trend Analizi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2017; 17(3):980-987.
17. [17] Çeribaşı G. Analysis of Meteorological and Hydrological Data of Iznik Lake Basin by Using Innovative Sen Method. Journal of Environmental Protection and Ecology. 2018; 19(1): 15–24.
18. [18] Zeybekoğlu U, Partal T. Sinop İline Ait Aylık ve Yıllık Yağış Yükseklikleri ile Standart Süreli Yağış Şiddetlerinin Farklı Trend Analizi Yöntemleriyle Değerlendirilmesi. İklim Değişikliği ve Çevre. 2018; 3(1): 1-8.
19. [19] Dalkılıç HY. Yağışların Trend Analizi. Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2019; 12(3): 1537–1549. https://doi.org/10.18185/erzifbed.587610.
20. [20] Şen K, Aksu H. İstanbul İçin Standart Süreli Gözlenen En Büyük Yağışların Eğilimleri. Teknik Dergi. 2021; 32(1), 10495-10514. https://doi.org/10.18400/tekderg.647558.
21. [21] Partal T, Kahya E. Trend Analysis in Turkish Precipitation Data. Hydrological Processes. 2006; 20(9): 2011-2026. http://doi.org/10.1002/hyp.5993.
22. [22] Uçgun E. Kızılırmak Havzası’ndaki Hidrometeorolojik Verilerin Trend Analizi. [Yüksek Lisans Tezi]. Kırıkkale: Kırıkkale Üniversitesi; 2010.
23. [23] Yerdelen C. Susurluk Havzası Yıllık Akımların Trend Analizi ve Değişim Noktasının Araştırılması. DEÜ Mühendislik Fakültesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2013; 15(44): 77-87.
24. [24] Şimşek O, Gümüş V, Soydan NG, Yenigün K, Kavşut ME, Topçu E. Hatay İlinde Bazı Meteorolojik Verilerin Gidiş Analizi. SDÜ Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi. 2013, 5(2): 132-144.
25. [25] Zeybekoğlu U, Karahan H. Standart süreli yağış şiddetlerinin eğilim analizi yöntemleriyle incelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2018; 24(6): 974-1004. http://doi.org/10.5505/pajes.2017.54265.
26. [26] Türkeş M, Koç T, Sarış F. Spatiotemporal Variability of Precipitation Total Series over Turkey. International Journal of Climatology. 2008; 29(8): 1056‐1074. https://doi.org/10.1002/joc.1768.
27. [27] Türkeş M, Erlat E. Influence of the Arctic Oscillation on Variability of Winter Mean Temperatures in Turkey. Theoretical and Applied Climatology. 2008; 92(1-2): 75-85. https://doi.org/10.1007/s00704-007-0310-8.
28. [28] Toros H. Klimatolojik Serilerden Türkiye İkliminde Trend Analizi [Yüksek Lisans Tezi]. İstanbul: İstanbul Teknik Üniversitesi; 1993.
29. [29] Kadıoğlu M. Trends In Surface Air Temperature Data Over Turkey. International Journal of Climatology. 1997; 17(5): 511-520. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0088(199704)17:5<511::AID-JOC130>3.0.CO;2-0.
30. [30] Bayer Altın T, Barak B, Altın BN. Change in Precipitation and Temperature Amounts over Three Decades in Central Anatolia Turkey. Atmospheric and Climate Sciences. 2012; 2(1), 107–125. https://doi.org/10.4236/acs.2012.21013.
31. [31] Kızılelma Y, Çelik MA, Karabulut M. İç Anadolu Bölgesinde sıcaklık ve yağışların trend analizi. Türk Coğrafya Dergisi. 2015; 64: 1-10. https://doi.org/10.17211/tcd.90494.
32. [32] Doğan M, Ulke A, Cigizoglu, HK. Trend direction changes of Turkish temperature series in the first half of 1990s. Theor. Appl. Clim. 2015; 121(1 -2): 23-39. https://doi.org/10.1007/s00704-014-1209-9 .
33. [33] Ülke A, Özkoca T. Sinop, Ordu ve Samsun İllerinin Sıcaklık Verilerinde Trend Analizi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2018; 8(2): 455-463. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.351294.
34. [34] Gumus V. Spatio‐temporal precipitation and temperature trend analysis of the Seyhan–Ceyhan River Basins, Turkey. Meteorological Applications. 2020; 26(3): 369-384. https://doi.org/10.1002/met.1768.
35. [35] Yıldız O. Assessing Temporal and Spatial Characteristics of Droughts in the Hirfanli Dam Basin Turkey. Scientific Research and Essays. 2009; 4(4): 249–255. https://doi.org/10.5897/SRE.9000212.
36. [36] Yıldız O. Spatiotemporal Analysis of Historical Droughts in the Central Anatolia, Turkey. Gazi University Journal of Science. 2014; 27(4): 1177-1184.
37. [37] Pettitt AN. A Non-Parametric Approach to the Change-Point Detection. Applied Statistic. 1979; 28(2): 26-135. https://doi.org/10.2307/2346729.
38. [38] Wijngaard JB, Tank AMGK, Können GP. Homogenity of 20th Century European Daily Temperature and Precipitation Series. International Journal of Climatololgy. 2003; 23(6): 679-692. https://doi.org/10.1002/joc.906.
39. [39] Yue S, Pilon P, Cavadias G. Power of the Mann–Kendall and Spearman’s rho tests for detecting monotonic trends in hydrological series. Journal of Hydrology. 2002; 259(1–4): 254–271. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(01)00594-7.
40. [40] Yenigün K, Gümüş V, Bulut H. Trends in Streamflow of Euphrates Basin Turkey. ICE Water Management. 2008; 161(4): 189–198. https://doi.org/10.1680/wama.2008.161.4.189.
41. [41] Sneyers R. On the Statistical Analysis of Series of Observations. World Meteorological Organization, Geneva, Switzerland, Technical Note no. 143, WMO-no. 415; 1990.
42. [42] Kalaycı S, Kahya E. Susurluk havzası nehirlerinde su kalitesi trendlerinin belirlenmesi. Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences. 1998; 22(6): 503-514.