Trend and Correlation Analyses of Snow and Temperature Parameters in the Northeastern Turkey

Öz

Climate change, which is characterized by regional variations in climatic conditions, predominantly manifests as warming, drought, changes in the seasonal patterns of climate events, and an increase in unpredictable weather events and the disasters they cause. These new climatic conditions are generally considered the environmental consequences of changes in production and consumption activities in line with the rapid increase in human population since the 19th century. In our region, where the changes are most evident in terms of warming and drought, temperature and snowfall parameters were analyzed in terms of their temporal variation (trend) and the relationship (correlation) between these parameters to reveal the extent of these changes. As the study area, the provincial centers of Erzurum, Kars, Ardahan, and Iğdır in the northeastern part of Turkey were selected, where potential changes in temperature and snowfall and their environmental effects are expected to be more pronounced. For this purpose, meteorological data obtained from the Turkish State Meteorological Service were subjected to Mann-Kendall, Sen's Slope, and Innovative Shih trend analyses, as well as the Spearman rho correlation test. The analyses were conducted using Excel, the Excel XLStat extension, and SPSS software. The results indicated that, in general, throughout the area, temperature showed a strong increasing trend in all trend tests, the average snow depth and snow persistence decreased, and the number of snowy days increased, except in Iğdır. Additionally, a high level of statistically significant correlation was found between the annual average temperatures and snow parameters.

Anahtar Kelimeler

• Climate Change
• Trend Analysis
• Correlation Test

Türkiye’nin Kuzeydoğusunda Kar ve Sıcaklık Parametrelerinin Trend ve Korelasyon Analizleri

Öz

İklim değişikliği olarak adlandırılan ve bölgesel farklılıklar gösteren yeni klimatik şartlar, çoğunlukla ısınma, kuraklaşma, iklim olaylarının mevsimsel seyrinde değişme, öngörülemeyen hava olaylarında ve bunların neden olduğu afetlerde artış meydana getirmektedir. Bu yeni klimatik şartlar, yaygın olarak 19.yy’dan bu yana hızla artan insan nüfusunun üretim-tüketim faaliyetlerindeki değişimin çevresel sonuçları olarak değerlendirilmektedir. Daha çok ısınma ve kuraklaşma yönündeki değişimin belirgin olduğu bölgemizde, bu değişimin boyutunu ortaya koyabilmek amacıyla sıcaklık ve kar parametrelerinin zamana bağlı değişimi (trend) ile bu parametreler arasındaki ilişki (korelasyon) analizleri yapılmıştır. Çalışma alanı olarak, sıcaklık ve kar yağışları ile ilgili olası değişimin ve çevresel etkilerinin daha belirgin olacağı, ülkemizin kuzeydoğusunda yer alan Erzurum, Kars, Ardahan ve Iğdır il merkezleri tercih edilmiştir. Bu maksatla Meteoroloji Genel Müdürlüğü’nden elde edilen meteorolojik verilere Mann-Kendall, Sen Eğim ve Yenilikçi Şen trend analizleri ile Spearman rho korelasyon testi uygulanmıştır. Bu analizlerde Excel, Excel XLstad eklentisi ve SPSS yazılımlarından yararlanılmıştır. Yapılan analizler sonucunda genel olarak sahada, farklı trend testlerinin tümünde sıcaklıkların yüksek artış trendinde olduğu, ortalama kar yüksekliği ve karın yerde kalma süresinin azalış trendinde olduğu, kar yağışlı gün sayısının ise Iğdır hariç artış trendinde olduğu anlaşılmıştır. Aynı zamanda yıllık ortalama sıcaklıklar ile kar parametreleri arasında yüksek düzeyde anlamlı ilişki (korelasyon) tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• İklim Değişikliği
• Trend Analizi
• Korelasyon Testi.

Kaynakça

1. Abdillahi, H. A. (2022). Somali yağış verilerinin trend analizi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı Yüksek Lisans Tezi.
2. Acar, R., & Şenocak, S. (2008). Erzurum için aylık kar örtüsü yüksekliği trendleri. 5. Dünya Su Forumu Bölgesel Hazırlık Süreci DSİ Yurtiçi Bölgesel Toplantıları Kar Hidrolojisi Konferansı, Erzurum, Türkiye, 27-28 Mart.
3. Ahmed, S. B. (2018). Trend analysis of climate parameters in Grandcomoros. Çukurova University Institute Of Natural And Applied Sciences, MSc Thesis.
4. Arı, A.A., Afşar, K.E., & Şenol, M. (2024). Türkiye’de yapılan nedensellik araştırmaları üzerine: sahte nedensellik bulguları. Bilgi Sosyal Bilimler Dergisi, 26(2), 225-260. https://doi.org/10.54838/bilgisosyal.1523183
5. Aydın M., & Öz A. (2021). Van Gölü Havzası’nda hidrometeorolojik verilerin eğilim analizi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 36(2), 441-456.
6. Aydınalp, C., & Cresser M. S. (2008). The effects of global climate change on agriculture. American-Eurasian Journal of Agriculture and Environmental Science. 3 (5): 672-676, 2008 ISSN 1818-6769
7. Bölük, E., Eskioğlu, O., Çalık, Y., & Yağan, S. (2023). Köppen İklim Sınıflandırmasına göre Türkiye iklimi. Meteoroloji Genel Müdürlüğü, İklim ve Zirai Meteoroloji Dairesi Başkanlığı, İklim ve İklim Değişikliği Şube Müdürlüğü, https://www.mgm.gov.tr/files/iklim/iklim_siniflandirmalari/koppen.pdf
8. Burn, D.H., & Hag Elnur, M.A. (2002). Detection of hydrologic trends and variability. Journal of Hydrology, 255, 107–122.

9. Conover, W.J. (1999). Practical nonparametric statistics (3rd ed.). New York: John Wiley & Sons, 592p.
10. Çeribaşı, G. (2019). Şen Yöntemi ve trend yöntemleri kullanılarak Doğu Karadeniz Havzası’nın yağış verilerinin analiz edilmesi. Journal of the Institute of Science and Technology, 9(1), 254-264. https://doi.org/10.21597/jist.439569
11. Çoban, A. (2020). Türkiye’nin İklimi. Şu eserde; Türkiye’nin Fiziki Coğrafyası (Edt. Akengin, H. ve Dölek İ.). Ankara: Pegem Akademi Yay, 3.Baskı.
12. Elias, S. (2007). History of Quaternary Science. In S. A. Elias (Ed.), Encyclopedia of Quaternary Science (Vol. 1, pp. 10-18). Elsevier Science Publishers B.V. (North-Holland).
13. Ercan, B., & Yüce, M. İ. (2017). Kızılırmak Havzası’nın hidrometeorolojik verilerinin trend analizi. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, 6, 333-340. https://doi.org/10.17100/nevbiltek.323640
14. Fidan, S., & Görüm, T. (2020). Türkiye’de ölümcül heyelanların dağılım karakteristikleri ve ulusal ölçekte öncelikli alanların belirlenmesi. Türk Coğrafya Dergisi (74), 123-134. DOI:10.17211/tcd.731596
15. Gümüş, V., & Yenigün K. (2006). Aşağı Fırat Havzası akımlarının trend analizi ile değerlendirilmesi. Yedinci Uluslararası İnşaat Mühendisliğinde Gelişmeler Kongresi, 11-13.
16. Hamed, K.H., & Ramachandra Rao, A. (1998). A Modified Mann-Kendall Trend Test for Autocorrelated Data. Journal of Hydrology, 204, 182-196. https://doi.org/10.1016/s0022-1694(97)00125-x
17. Hays, J. D., Imbrie J. & Shackleton N. J. (1976). Variations in The Earth’s orbit; pacemaker ofthe Ice Ages. Science 194, 1121-1132.
18. IPCC, (2021). Climate change 2021: The fhysical science basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/9781009157896
19. İlker, A., & Terzi, Ö. (2021). Sıcaklık verilerinin trend analizi. Çankırı ve Kastamonu, Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 9(4), 1339-1347.
20. Karaman S., & Gökalp Z. (2010). Küresel ısınma ve iklim değişikliğinin su kaynakları üzerine etkileri. Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi, 3 (1), 59-66.
21. Katipoğlu, O. M., Yeşilyurt, S. N., & Dalkılıç, H. Y. (2022). Yeşilırmak Havzası’ndaki hidrolojik kuraklıkların Mann-Kendall ve Yenilikçi Şen Yöntemi ile trend analizi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 12(2), 422-442. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.1026893
22. Kendall, M. G. (1975). Rank correlation methods. London: Charles Griffin, 4th edition.
23. Koçak, K., & Şen, O. (2008). Kış yağış bileşenlerinde trend araştırması (Kandilli örneği). 4. Atmosfer Bilimleri Sempozyumu, İstanbul, Türkiye, 25-28 Mart.
24. Kömüşçü, A. Ü. (2022). Klimatoloji için istatistiksel analiz. Ankara: Net Kitaplık Yayıncılık.
25. Lowe, J. J., Walker, M. J. C., Porter, S. C., & Elias, S. A. (2007). Understanding Quaternary climatic change. Encyclopedia of Quaternary Science. 1st ed. Oxford: Elsevier, 28-39.
26. Malhi, G. S., Kaur, M. & Kaushik, P. (2021). Impact of climate change on agriculture and ıts mitigation strategies: A Review. Sustainability, 13(3), 1318. https://doi.org/10.3390/su13031318
27. Mann, H. B. (1945). Non-parametric test against trend. Econometrika, 13, 245-259.
28. Mendelsohn, R. (2009). The ımpact of climate change on agriculture in developing countries. Journal of Natural Resources Policy Research, 1(1), 5–19. https://doi.org/10.1080/19390450802495882
29. Mendelsohn, R. (2014). The ımpact of climate change on agriculture in asia. Journal of Integrative Agriculture, 13(4), 660-665. https://doi.org/10.1016/S2095-3119(13)60701-7
30. MGM, (2014). İklim Sınıflamaları. Meteoroloji Genel Müdürlüğü, Klimatoloji Şube Müdürlüğü, https://www.mgm.gov.tr/files/iklim/yayinlar/iklim_siniflandirmalari.pdf
31. MGM, (2025a). Türkiye ortalama karla örtü günler sayısı. Resmi İklim İstatistikleri, Meteoroloji Genel Müdürlüğü, https://www.mgm.gov.tr/FILES/resmi-istatistikler/parametreAnalizi/2024-kar-ortulu-gunler.pdf
32. MGM, (2025b). Erzurum resmi iklim istatistikleri. Meteoroloji Genel Müdürlüğü, https://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/il-ve-ilceler-istatistik.aspx?m=ERZURUM
33. MGM, (2025c). Kars resmi iklim istatistikleri. Meteoroloji Genel Müdürlüğü, https://mgm.gov.tr/veridegerlendirme/il-ve-ilceler-istatistik.aspx?m=KARS
34. MGM, (2025d). Ardahan resmi iklim istatistikleri. Meteoroloji Genel Müdürlüğü, https://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/il-ve-ilceler-istatistik.aspx?m=ARDAHAN
35. MGM (2025e). Iğdır resmi iklim istatistikleri. Meteoroloji Genel Müdürlüğü, https://mgm.gov.tr/veridegerlendirme/il-ve-ilceler-istatistik.aspx?m=IGDIR
36. Önöz, B. & Bayazit, M. (2003). The power of statistical tests for trend detection. Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, 27, 247-251.
37. Özgür E. (2022). Atmosferik koşullar yardımıyla kar yağışı ile yağmuru ayıran kritik sıcaklığın Türkiye genelinde belirlenmesi. İstanbul Teknik Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Meteoroloji Mühendisliği Anabilim Dalı Doktora Tezi.
38. Özgür, E. (2013). Kar yağışlı gün sayılarının toplam yağışlı gün sayılarına oranının yıllık ve bölgesel trend analizi. İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi.
39. Özgür, E. & Koçak, K. (2012). Kaz dağları ve çevresinde yağış bileşenlerinin ve ekstrem yağışların incelenmesi. Kazdağları 3. Ulusal Sempozyumu, Edremit, Balıkesir, Türkiye, 24-26 Mayıs.
40. Shah, A., Mustakim, S. & Jahid, H. G. M. (2016). Interdependence between dry days and temperature of sylhet region: Correlation analysis. Journal of Urban and Environmental Engineering, 10, 145-154.
41. Shahid, S. (2011). Trends in extreme rainfall events of Bangladesh. Theor Appl Climatol, 104(3–4), 489–499.
42. Siegel, S., & Castellan Jr., N.J. (1988). Nonparametric statistics for the Behavioral Sciences. New York: McGrawHill, 2nd edition.
43. Şen, Z. (2012). Innovative trend analysis methodology. Journal of Hydrologic Engineering, 17(9), 1042-1046. Şimşek, O., Gümüş, V., Soydan, N. G., Yenigün, K., Kavşut, M. E., & Topçu, E. (2013). Hatay İli’nde bazı meteorolojik verilerin gidiş analizi, UTBD, 5 (2), 132–144.
44. Tokgöz, S., & Partal, T., (2020). Karadeniz Bölgesi’nde yıllık yağış ve sıcaklık verilerinin Yenilikçi Şen ve Mann-Kendall yöntemleri ile trend analizi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10(2), 1107-1118, 2020. https://doi.org/10.21597/jist.633368
45. Topuz, M., & Karabulut, M. (2021). Doğu Anadolu Bölgesi’nde kar örtülü gün ve kar yağışlı günler sayısının eğilim analizi (1970-2020). Doğu Coğrafya Dergisi, 26(46), 1-24. https://doi.org/10.17295/ataunidcd.928393
46. Tosunoğlu, F., & Kişi, O. (2017). Trend analysis of maximum hydrologic drought variables using Mann-Kendall and Şen's innovative trend method. River Research and Applications, 33(4), 597-610. https://doi.org/10.1002/rra.3106
47. WMO, (2019). Atlas of Mortality and Economic Losses from Weather, Climate and Water Extremes. World Meteorological Association: Geneva, Switzerland, 2019; ISBN 9789263112675.
48. Yükseler, U., Dursun, Ö.F., & Alashan, S. (2021). Yağışların mevsimsel değişimlerinin trend analiz yöntemleri ile araştırılması: Bingöl ili örneği. El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi, 8(1); 45-59.