Defining of homogeneous climate regions in Türkiye using panel clustering analysis

Türkiye’nin iklim farklılıklarını, ulusal istasyon ağından elde edilen 1965–2022 dönemi yıllık maksimum sıcaklık (Tmax), minimum sıcaklık (Tmin) ve toplam yağış (Ptot) verilerini kullanarak analiz ediyoruz. Tek değişkenli (univariate) ve çok değişkenli (multivariate) panel kümeleme yöntemlerini uygulayarak, hiyerarşik, k-means ve PAM algoritmalarını k=2…10 aralığında değerlendiriyor ve sonuçları yedi iç geçerlilik ölçütüyle karşılaştırıyoruz. Tek değişkenli sonuçlar, Tmax için beş, Tmin ve Ptot için ise ikişer küme ortaya koymaktadır; yağış analizinde Doğu Karadeniz’deki yüksek yağışlı bir istasyonun ayrı bir grup oluşturduğu görülmektedir. Tmax, Tmin ve Ptot değişkenlerinin birlikte değerlendirildiği çok değişkenli yaklaşım, geniş anlamda denizel/sahil ve karasal/dağlık rejimleri özetleyen iki tutarlı küme ortaya koymaktadır. Ayrıca bazı kümeler arasında maksimum sıcaklıklarda yakınsama eğilimleri gözlenmiştir. Genel olarak, istasyon düzeyinde çok değişkenli panel çerçevesi, Türkiye’nin iklimine ilişkin daha ayrıntılı bir bölgelendirme sunmakta ve su kaynakları yönetimi, tarımsal planlama, kentsel ısı azaltım stratejileri ve iklim risk değerlendirmesi için uygulanabilir rehberlik sağlamaktadır.

We analyze Türkiye’s climate heterogeneity using annual maximum temperature (Tmax), minimum temperature (Tmin), and total precipitation (Ptot) from the national station network for 1965–2022. Employing both univariate and multivariate panel clustering, we evaluate hierarchical, k-means, and PAM algorithms across k=2,…,10 and compare outcomes with seven internal validity indices. Univariate results indicate five clusters for Tmax and two clusters for both Tmin and Ptot; an eastern Black Sea high-precipitation station forms a distinct group in the precipitation analysis. The multivariate approach, which jointly considers (Tmax, Tmin, Ptot), yields two coherent clusters that summarize broad maritime/coastal versus continental/orographic regimes. We also observe indications of convergence in maximum temperatures across certain clusters. Overall, the station-level, multivariate panel framework offers a more nuanced regionalization of Türkiye’s climate and provides actionable guidance for water-resource management, agricultural planning, urban heat mitigation strategies, and climate-risk assessment.