Determination of Soil Moisture and Temperature Regimes with the Newhall Simulation Model: Example of Van Province

Abstract

The aim of this study was to determine Van province and districts soil, temperature, and humidity regimes, which contain different geographical and climatic characteristics, with the Newhall Simulation Model. In the study, long-term average precipitation and temperature data obtained from Van center,Bahçesaray, Başkale, Çaldıran, Çatak, Erciş, Gürpınar, Gevaş, Muradiye, Özalp and Saray meteorological stations were used. In addition, Thorntwhaite and Erinç climate classifications were used to find the climate classification of the province and districts. Looking at the Thornthwaite climate classification, Bahçesaray and Çatak districts are in the region's southwest and in the semi-humid climate class. In contrast, the other locations show semi-arid climate characteristics. According to the Erinç climate classification, Bahçesaray, Çatak, and Muradiye are classified as semi-humid, Gürpınar in the arid climate class, and the districts located in the northern and eastern parts of the province are categorized as semi-arid. With the Newhall Simulation model, the soil temperature regime of the province and all districts was determined as "Mesic." The moisture regime of the soil of Bahçesaray, Çatak, Gevaş, and Muradiye districts and the Van region was seen as Dry Xeric. The soil moisture regime of Başkale, Çaldıran, Erciş, Gürpınar, Özalp and Saray districts was found to be "Typic Aridic". Calculation of the soil water budget, determination of water deficiency, and preparation of drought action planning will be beneficial in the effectiveness of all necessary physical, chemical, and biological activities of the soil and in determining the groups in soil classification.

Keywords

• Newhall simulation model
• Soil moisture and temperature regimes
• Van province

Newhall Simülasyon Modeli ile Toprak Nem ve Sıcaklık Rejimlerinin Belirlenmesi: Van İli Örneği

Öz

Bu çalışmanın amacı, farklı coğrafi ve iklim özelliklerini içinde barındıran Van il ve ilçe topraklarının Newhall Simülasyon Modeli ile toprak sıcaklık ve nem rejimlerinin belirlenmesidir. Çalışmada, Bahçesaray, Başkale, Van Bölge, Çaldıran, Çatak, Erciş, Gürpınar, Gevaş, Muradiye, Özalp ve Saray meteorolojik istasyonlarından temin edilen uzun yıllar ortalama yağış ve sıcaklık ölçümlerinden yararlanılmıştır. Ayrıca, il ve ilçelerin iklim sınıflamasını bulmak için Thorntwhaite ve Erinç iklim sınıflaması kullanılmıştır. Thornthwaite iklim sınıflamasına bakıldığında ilin güneybatısındaki Bahçesaray ve Çatak ilçeleri yarı nemli iklim sınıfında yer alırken, diğer ilçeler ise yarı kurak iklim özelliği göstermektedir. Erinç iklim sınıflamasına göre, Bahçesaray, Çatak ve Muradiye yarı nemli, Gürpınar kurak iklim sınıfında ve ilin kuzey ve doğu kısımlarında yer alan ilçeler ise yarı kurak olarak kategorize edilmiştir. Newhall Simülasyon modeli ile il ve ilçelerin tamamının toprak sıcaklık rejimi “Mesic” olarak belirlenmiştir. Bahçesaray, Çatak, Gevaş ve Muradiye ilçeleri ile Van bölge topraklarının nem rejimi Dry Xeric olarak sınıflandırılmıştır. Başkale, Çaldıran, Erciş, Gürpınar, Özalp ve Saray ilçelerinin ise toprak nem rejimi “Typic Aridic” olarak bulunmuştur. Nem ve sıcaklık rejiminin belirlenmesi; su bütçesinin hesaplanması, su noksanlığının tespiti, kuraklık eylem planlamasının hazırlanması, toprakta meydana gelen fiziksel, kimyasal ve biyolojik olan tüm önemli faaliyetlerin etkinliğinde ve toprak sınıflandırmasındaki grupların belirlenmesinde fayda sağlayacaktır.

Anahtar Kelimeler

• Van ili
• Newhall simülasyon modeli
• Toprak nem ve sıcaklık rejimi

References

1. Akalan, İ., 1969. Türkiye’nin Bazı Tipik Büyük Toprak Gruplarının Kil ve Mil Mineralojisi Üzerinde Bir Araştırma. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, Ankara Üniversitesi Basımevi, Ankara
2. Almaraz, R., Eswaran, H., 1997. Soils with a xeric soil moisture regime in north Africa. 4.th International conference on Mediterrannean soils, Plovdiv, Bulgaria. May 26-31, 1997.
3. Başayiğit, L., Dinç, U., 2005. Toprak Taksonomisine Göre Toprak İklim Rejimleri ve Türkiye Toprakları İçin Örnekler. GOÜ. Ziraat Fakültesi Dergisi, 2005, 22 (1), 83-91
4. Buol, S.W., Hole, F.D., McCracken, R.J., 1973. Soil Genesis and Classification. The Iowa State University Press, pp. 360
5. Dengiz, O., Ekberli, İ., 2017. Bazı vertisol alt grup topraklarının fizikokimyasal ve ısısal özelliklerinin incelenmesi. Akademik Ziraat Dergisi, 6(1): 45-52. ISSN: 2147-6403 http://azd.odu.edu.tr
6. Ekberli İ, Gülser C, Özdemir N (2005). Toprakların termo-fiziksel özellikleri ve ısısal yayınım katsayısının değerlendirilmesi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesinin Dergisi, 20(2): 85-91
7. Ekberli, İ., Sarılar, Y., 2015. Toprak sıcaklığı ve ısısal yayınımın belirlenmesi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 30(1): 74-85. DOI: 10.7161/anajas.2015.30.1.74-85.
8. Erinç, S., 1965. Yağış Müessiriyeti Üzerine Bir Deneme ve Yeni Bir İndis. İstanbul Üniversitesi, Coğrafya Enstitüsü.

9. Huang C, Chen W, Li Y, Shen H, Li X (2016). Assimilating multi-source data into land surface model tosimultaneously improve estimations of soil moisture, soiltemperature, and surface turbulent fluxes in irrigated fields. Agricultural and Forest Meteorology, 230-231: 142-156. DOI: http://dx. doi.org/10.1016/j.agroformet/anajas.2016.03.013
10. Karaca, S., Sarğın, B. ve Türkmen, F. (2019). Bazı arazi ve toprak niteliklerinin coğrafi bilgi sistem analizleriyle incelenmesi: Van ili arazi ve toprak özellikleri, Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 6(2), 199-205.doi:10.19159/tutad.542543
11. Mater, B., (1986). “Toprak: Oluşum, Erozyon ve Korunması”, İstanbul Üniversitesi Yay. No: 3465, Deniz Bilimleri ve Coğrafya Enst. Yay. No: 6, (II. Baskı, 1996), İstanbul.
12. Newhall, F., Berdanier, C.R., 1996. Calculation of Soil Moisture Regimes from the Climatic Record. Soil Survey Investigations Report No. 46, National Soil Survey Center, Natural Resources Conservation Service, Lincoln, NE.
13. Soil Survey Staff, 1999. A Basic of Soil Classification for Making and Interpreting Soil Survey. U.S.D.A Handbook No: 436, Washington D.C.
14. Thornthwaite, C.W., 1948. An approach towards a rational classification of climate. Geographical Review, 38(1): 55-94.
15. Turan, M., Dengiz, O., Turan, D, İ., 2018. Samsun İlinin Newhall Modeline Göre Toprak Sıcaklık ve Nem Rejimlerinin Belirlenmesi. Turk J Agric Res 2018, 5(2): 131-142 © TÜTAD ISSN: 2148-2306 e-ISSN: 2528-858X doi: 10.19159/tutad.382340
16. Van Wambeke, A., Hastings, P., Tolomeo, M., 1986. Newhall Simulation Model: A BASIC Program for The IBM PC. Department of Agronomy, Cornell University. Diskette and Booklet. Ithaca, NY. Washington, DC.
17. Van Wambeke, A., Hastings, P., Tolomeo, M., 1992. Newhall Simulation Model-A BASIC Program for the IBM PC (DOS 2.0orlater). Cornell University, Department of Agronomy, Ithaca, NY. Washington, DC
18. Van Wambeke, A.R., 2000. The Newhall Simulation Model for Estimating Soil Moisture & Temperature Regimes. Department of Crop and Soil Sciences, U.S. Departmanet of Agriculture, Ithaca, N.Y. Washington, DC.