Ege Bölgesi’nde Standardize Yağış Evapotranspirasyon İndisi (SPEI) ile kuraklık değerlendirmesi (1951-2022)

Year 2024, Volume: 61 Issue: 2, 249 - 258, 01.07.2024

Onur Kayan , Ecmel Erlat

https://doi.org/10.20289/zfdergi.1412233

Abstract

Amaç: İklim değişikliğine bağlı olarak yükselen sıcaklık, artan buharlaşma koşulları ve bazı bölgelerde gözlemlenen yağışlardaki azalma eğilimi kuraklık olaylarının frekansını, şiddetini, süresini ve alansal dağılışını etkilemektedir. Bu çalışmanın amacı, tarımsal verimliliği yüksek olan Ege Bölgesi’nin kuraklık koşullarının zamansal değişimini Standardize Yağış ve Evapotranspirasyon İndisi (SPEI) yöntemiyle değerlendirmektir.
Materyal ve Yöntem: Ege Bölgesi’ni kapsayan 8 grid hücresinin 1951- 2022 dönemine ait SPEI verileri kullanılmıştır. Ege Bölgesi’ndeki meteorolojik, tarımsal ve hidrolojik kuraklıkların zamansal değişimini belirlemek için 3, 6 ve 12 aylık zaman ölçeğine ait SPEI değerleri incelenmiştir. Aylık SPEI değerinin -1'e eşit veya daha düşük olduğu dönem kuraklık olarak tanımlanmıştır.
Araştırma Bulguları: Zaman serileri Ege Bölgesi’nde kuraklık olaylarının 1980’li yılların ortalarından itibaren arttığını ve daha kurak koşullara doğru kaydığını göstermektedir. SPEI-3-6 ve 12 zaman ölçeğinde ortak olarak bölgede 2001, 2007, 2008, 2016 ve 2021 yıllarının belirgin şekilde kurak yıllar olarak öne çıktığı görülmüştür.
Sonuç: Bölgede daha kurak koşullara doğru kayma eğilimi başta toprakta depolanan nem miktarı ve yerüstü/yer altı su kaynaklarında önemli değişmelere neden olacaktır. Bu durum tarımsal verim ve üretimi doğrudan etkileyecektir. Kuraklaşma eğilimi bölgesel ekonomiyi olumsuz etkilerken özellikle kırsal bölgelerdeki gelir düzeyinde ciddi azalmalar yaşanacağı söylenebilir.

Keywords

Evapotranspirasyon, iklim değişikliği, kuraklık indisleri, kuraklık şiddeti, zaman dizisi analizi

Evaluation of drought with Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) in the Aegean Region (1951-2022)

Abstract

Objective: Rising temperatures due to climate change, increasing evaporation conditions and the decreasing trend in precipitation observed in some regions affect the frequency, severity, duration and spatial distribution of drought events. The aim of this study is to evaluate the temporal change of drought conditions in the Aegean Region, which has high agricultural efficiency, with the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) method.
Material and Methods: SPEI data for the period 1951-2022 of 8 grid cells covering the Aegean Region were used. SPEI values of 3, 6 and 12 months time scales were examined to determine the temporal changes of meteorological, agricultural and hydrological droughts in the Aegean Region. A period in which the monthly SPEI value was equal to or lower than -1 was defined as drought.
Results: Time series show that drought events in the Aegean Region have increased since the mid-1980s and have shifted towards drier conditions. It has been observed that the years 2001, 2007, 2008, 2016, and 2021 stand out as significantly dry years in the region on the SPEI-3-6 and 12 time scales.
Conclusion: The tendency to shift towards drier conditions in the region will cause significant changes in the amount of moisture stored in the soil and surface/underground water resources. This situation will directly affect agricultural efficiency and production. While the aridification trend negatively affects the regional economy, it can be said that there will be serious decreases in the income level, especially in rural regions.

Keywords

Evapotranspiration, climate change, drought indices, drought severity, time-series analysis

References

• Chiang, F., O. Mazdiyasni & A. AghaKouchak, 2021. Evidence of anthropogenic impacts on global drought frequency, duration, and intensity. Nature Communications, 12 (1): 2754. https://doi.org/10.1038/s41467-021-22314-w
• Çamalan, G., H. Ayvacı, S. Akgündüz, S. Çetin, H. Arabaci & M. Coşkun, 2018. “Ege Bölgesi kuraklık projeksiyonları, 2-4. Türkiye Ulusal Jeodezi Jeofizik Birliği Bilimsel Kongresi, Ankara, 4 s.
• Dabanlı, İ., A. K. Mishra & Z. Şen, 2017. Long-term spatio-temporal drought variability in Turkey. Journal of Hydrology, 552: 779-792. https://doi.org/ 10.1016/j.jhydrol.2017.07.038
• Eriş, E., Y. Çavuş, H. Aksoy, H. İ. Burgan, H. Aksu & H. Boyacıoğlu, 2020. Spatiotemporal analysis of meteorological drought over Kucuk Menderes River Basin in the Aegean Region of Turkey. Theoretical and Applied Climatology, 142 (3-4): 1515-1530. https://doi.org/10.1007/s00704-020-03384-0
• Erlat, E. & H. Güler, 2023. Türkiye’de standardize yağış evapotranspirasyon indisine (SPEI) göre kuraklıkların zamansal değişimi (1951-2022). Ege Coğrafya Dergisi, 32 (Cumhuriyet’in 100. Yılı Özel Sayısı): 77-90. https://doi.org/10.51800/ecd.1332424
• Freire-González, J., C. Decker & J. W. Hall, 2017. The economic impacts of droughts: A framework for analysis. Ecological Economics, 132: 196-204.
• Jamal, R., S. J. Hadi & M. Tombul, 2022. The Trends of the Standardized Precipitation and Evapotranspiration Index (SPEI) in Turkey. Geography and Natural Resources, 43 (1): 87-95. https://doi.org/10.1134/s1875372822010139
• Kaeamzadeh Kocaaslan, S., 2022. Uzaktan Algılama Verileri Kullanılarak Kuraklık Olaylarının Alansal, Zamansal ve Frekans Analizleri: Ege Bölgesi Örneği. İstanbul Teknik Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Bilişim Uygulamaları Anabilim Dalı Coğrafi Bilgi Teknolojileri Doktora Programı, (Basılmamış) Doktora Tezi, 110 s.
• Kumanlioglu, A. & O. Fıstıkoğlu, 2019. Yukarı Gediz Havzası yağışlarının meteorolojik kuraklık analizleri. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 21 (62): 509-523. https://doi.org/10.21205/deufmd.2019216216
• Lionello, P. & L. Scarascia, 2018. The relation between climate change in the Mediterranean region and global warming. Regional Environmental Change, 18: 1481-1493. https://doi.org/10.1007/s10113-018-1290-1
• Mersin, D., G. Tayfur, B. Vaheddoost & M. J. S. Safari, 2022. Historical Trends Associated with Annual Temperature and Precipitation in Aegean Turkey, Where Are We Heading? Sustainability 14: 13380. https://doi.org/10.3390/su142013380
• Mishra, A. K. & V. P. Singh, 2010. A review of drought concepts. Journal of hydrology, 391 (1-2): 202-216. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2010.07.012
• Özçelik, Ş. & E. Akkuzu, 2023. Ege Bölgesinde Standart Yağış Evapotranspirasyon İndeksi (SPEI) ile kuraklık değerlendirmesi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 60 (3): 515-528. https://doi.org/10.20289/zfdergi.1286331
• Pamuk, G., M. Özgürel & K. Topçuoğlu, 2004. Standart yağış indeksi (SYİ) ile Ege Bölgesinde kuraklık analizi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 41 (1) : 99-106.
• Robinson, D. A., S.B Jones, I. Lebron, S. Reinsch, M.T. Dominguez, A.R. Smith, D.L. Jones, M.R. Marshall & B.A Emmett, 2016. Experimental evidence for drought induced alternative stable states of soil moisture. Science Report 6, 20018. https://doi.org/10.1038/ srep20018
• SPEI Global Drought Monitor, 2023. https://spei.csic.es/map/maps.html#months=1#month=5#year=2023
• Topçu, E., 2022. Appraisal of seasonal drought characteristics in Turkey during 1925-2016 with the standardized precipitation index and copula approach. Natural Hazards, 112: 697-723.
• Türkeş, M. & H. Tatlı, 2010. “Kuraklık ve yağış etkinliği indislerinin çölleşmenin belirlenmesi, nitelenmesi ve izlenmesindeki rolü, 245-263”. Çölleşme ile Mücadele Sempozyumu (17-18 Haziran Çorum) Tebliğler Kitabı, T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı.
• Türkeş, M., 2011. Akhisar ve Manisa yörelerinin yağış ve kuraklık indisi dizilerindeki değişimlerin hidroklimatolojik ve zaman dizisi çözümlemesi ve sonuçların çölleşme açısından coğrafi bireşimi. Coğrafi Bilimler Dergisi, 9 (1) : 79-99. https://doi.org/10.1501/Cogbil_0000000119
• Türkeş, M., 2012. Türkiye’de gözlenen ve öngörülen iklim değişikliği, kuraklık ve çölleşme. Ankara Üniversitesi Çevrebilimleri Dergisi, 4 (2): 1-32. https://doi.org/10.1501/Csaum_0000000063
• Vicente-Serrano, S. M., S. Beguería & J. I. López-Moreno, 2010. A Multi-scalar drought index sensitive to global warming: The Standardized Precipitation Evapotranspiration Index SPEI. Journal of Climate, 23: 1696-1718. https://doi.org/10.1175/2009JCLI2909.1
• Vicente-Serrano, S.M., S. Beguería & J.I. López-Moreno, 2022. Spei global drought monitor. (Web sayfası: https://spei.csic.es) (Erişim tarihi: Mart 2023)
• Wigley, T.M.L. & T.C. Atkinson, 1977. Dry years in south-east England since 1698. Nature, 265: 431-434.
• Wilhite, D. A. & M. H. Glantz, 1985. Understanding of the drought phenomenon: the role and defination. Water International, 10 (3) : 111-120. https://doi.org/10.1080/02508068508686328
• World Meteorological Organization (WMO) and Global Water Partnership (GWP), 2016: Handbook of Drought Indicators and Indices (Eds. M. Svoboda & B.A. Fuchs). Integrated Drought Management Programme (IDMP), Integrated Drought Management Tools and Guidelines Series 2. Geneva, 52 pp.