Determination of temperature and precipitation trends in Sivas by Mann-Kendall trend analysis

Abstract

The aim of this study is to reveal the temperature and precipitation trends for 9 meteorological stations in Sivas. Temperature and precipitation data (Sivas Center (1929-2019), Kangal (1959-2019), Suşehri (1970-2019), Zara (1964-2019), Divriği (1959-2019), Gemerek ( 1963-2019), Gürün (1964-2019), Şarkışla (1963-2019) and Ulaş (1957-2019)) of these meteorology stations in different observation year intervals were obtained from Sivas Meteorology Directorate. With the help of Mann-Kendall trend test, trend analysis was performed for spring, summer, autumn, winter and annual period. It was determined that the annual average temperature values showed a statistically significant increase trend at all stations except Gürün and Ulaş districts. In terms of annual average precipitation values, a statistically significant decrease trend was observed in Kangal, Şarkışla and Ulaş districts. Temperature values for Sivas Central station increased by 2 oC on average, while precipitation values decreased by 10 mm. Temperatures have increased throughout the study area, and precipitation values have decreased in Şarkışla and Ulaş districts. This study revealed that changes in temperature and precipitation trends support the phenomenon of climate change in the study area. The results of the study are expected to help climate-related risks and water resources management.

Keywords

• Climate change
• Temperature
• Precipitation
• Mann-Kendall trend analysis

Mann-Kendall trend analizi ile Sivas ilindeki sıcaklık ve yağış trendlerinin belirlenmesi

Öz

Bu çalışmanın amacı; Sivas ilindeki 9 meteoroloji istasyonu için sıcaklık ve yağış trendlerinin ortaya konulmasıdır. Bu meteoroloji istasyonlarının farklı rasat yılı aralıklarındaki sıcaklık ve yağış verileri (Sivas Merkez (1929-2019), Kangal (1959-2019), Suşehri (1970-2019), Zara (1964-2019), Divriği (1959-2019), Gemerek (1963-2019), Gürün (1964-2019), Şarkışla (1963-2019) ve Ulaş (1957-2019)) Sivas Meteoroloji Müdürlüğü’nden temin edilmiştir. Mann-Kendall trend testi yardımıyla ilkbahar, yaz, sonbahar, kış ve yıllık periyot için trend analizi gerçekleştirilmiştir. Gürün ve Ulaş ilçeleri dışındaki tüm istasyonlarda yıllık ortalama sıcaklık değerlerinin istatistiksel açıdan anlamlı bir artış trendi gösterdiği belirlenmiştir. Yıllık ortalama yağış değerleri açısından ise Kangal, Şarkışla ve Ulaş ilçelerinde istatistiksel açıdan anlamlı bir azalış trendi görülmüştür. Sivas Merkez istasyon için sıcaklık değerleri ortalama 2 oC artış göstermiş, yağış değerleri ise 10 mm azalış göstermiştir. Çalışma alanının genelinde sıcaklıklar artış göstermiş, Şarkışla ve Ulaş ilçelerinde yağış değerleri azalmıştır. Bu çalışma, sıcaklık ve yağış trendlerindeki değişimlerin çalışma alanındaki iklim değişikliği olgusunu desteklediğini ortaya koymuştur. Çalışma sonuçlarının iklim kaynaklı risklere ve su kaynakları yönetimine yardımcı olması beklenmektedir.

Anahtar Kelimeler

• İklim Değişikliği
• Sıcaklık
• Yağış
• Mann-Kendall Trend Analizi

Kaynakça

1. M. Türkeş, Türkiye’de gözlenen ve öngörülen iklim değişikliği, kuraklık ve çölleşme, Ankara Üniversitesi Çevre Bilimleri Dergisi, 4 (2), 1-32, 2012. https://doi.org/10.1501/Csaum_0000000063
2. B. Gönençgil, G. İçel, Türkiye’nin Doğu Akdeniz kıyılarında yıllık toplam yağışlarda görülen değişimler (1975‐2006), Türk Coğrafya Dergisi, 55, 1‐12, 2010.
3. Y. Kızılelma, M.A. Çelik, M. Karabulut, İç Anadolu Bölgesi’nde sıcaklık ve yağışların trend analizi, Türk Coğrafya Dergisi, 64, 1-10, 2015. https://doi.org/ 10.17211/tcd.90494
4. url-1:https://turkey.un.org/tr/139350-hukumetlerarasi-iklim-degisikligi-paneli-kuresel-isinma-insan-kaynakli-ve-daha-once
5. M. Coşkun, İklim değişmeleri ve küresel ısınma, 12. Bölüm, Yer Bilimi Kitabı, Ed. Mete Alim-Serkan Doğanay, Pegem Akademi, Ankara, 2019.
6. A. Yılmaz, Muğla’da sıcaklık verilerinin trend analizi, Turkish Studies - Social, 16 (5), 1871-1896, 2021. https://dx.doi.org/10.7827/TurkishStudies.49295
7. F. Cosun, M. Karabulut, Kahramanmaraş’ta ortalama, minimum ve maksimum sıcaklıkların trend analizi, Türk Coğrafya Dergisi, 53, 41-50, 2009.
8. E. Erlat, İklim sistemi ve iklim değişmeleri, 4. Baskı, Ege Üniversitesi Basımevi, 2013.

9. M. Türkeş, Küresel iklim değişikliği nedir? Temel kavramlar, nedenleri, gözlenen ve öngörülen değişiklikler, İklim Değişikliği ve Çevre, 1, 26-37, 2008.
10. A. Demir, Y. Demir, Ü. Şahin, R. Meral, Bingöl ilinde sıcaklık ve yağışların trend analizi ve tarıma etkisi, Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 4 (3), 284–291, 2017.
11. O. Fıstıkoğlu, E. Biberoğlu, Küresel iklim değişikliğinin su kaynaklarına etkisi ve uyum önlemleri, TMMOB İklim Değişimi Sempozyumu, 238-252, 2008.
12. S. Tokgöz, T. Partal, 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
13. P. Polat, M. Sunkar, Rize’nin iklim analizleri özellikleri ve Rize çevresinde uzun dönem sıcaklık ve yağış verilerinin trendi”, Fırat Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 27 (1), 1-23, 2017.
14. B. Ercan, M.İ. Yüce, Kilis ili aylık sıcaklık ve yağış verileri trend analizi, DÜMF Mühendislik Dergisi, 9 (2), 947-953, 2018.
15. İ. Eroğlu, Meriç nehri havzasında sıcaklık ve yağış değerlerinin dönemsel trend analizi, Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 23, 750-760, 2021. https://doi.org/10.31590/ejosat.882937
16. M. Gocic, S. Trajkovic, Analysis of changes in meteorological variables using Mann-Kendall and Sen's slope estimator statistical tests in Serbia, Global and Planetary Change, 100, 172-182, 2013. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2012.10.014
17. M. Türkeş, Spatial and temporal analysis of annual rainfall variations in Turkey, International Journal of Climatology, 16, 1057‐1076, 1996. http://dx. doi.org/10.1002/(SICI)1097-0088(199609)16:9%3C1057::AID-JOC75%3E3.0.CO;2-D
18. M. Türkeş, T. Koç, F. Sariş, Spatiotemporal variability of precipitation total series over Turkey, International Journal of Climatology, 29 (8), 1056-1074, 2009. https://doi.org/10.1002/joc.1768
19. T. Partal, E. Kahya, Trend analysis in Turkish precipitation data”, Hydrological Processes, 20, 2011- 2026, 2006. https://doi.org/10.1002/ hyp.5993
20. M. Özfidaner, Türkiye yağış verilerinin trend analizi ve nehir akımları üzerine etkisi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 73 s, Adana, 2007.
21. M. Karabulut, F. Cosun, Kahramanmaraş ilinde yağışların trend analizi, Coğrafi Bilimler Dergisi, 7 (1), 65-83, 2009.
22. Ö. Terzi, A. İlker, Yağış verilerinin trend analizi: Kızılırmak havzası örneği, Academic Platform Journal of Engineering and Science, 9-2, 371-377, 2002. https://doi.org/10.21541/apjes.735378
23. G. Chattopadhyay, P. Chakraborthy, S. Chattopadhyay, Mann–Kendall trend analysis of tropospheric ozone and its modeling using ARIMA, Theoretical and Applied Climatology, 110 (3), 321-328, 2012. https://doi.org/10.1007/s00704-012-0617-y
24. E.M. Douglas, R.M. Vogel, C.N. Kroll, Trends in floods and low flows in the United States: Impact of spatial correlation, Journal of Hydrology, 240, 90–105, 2000. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(00)00336-X
25. M. Dawood, Spatio-statistical analysis of temperature fluctuation using Mann–Kendall and Sen’s slope approach, Climate Dynamics, 48 (3), 783-797, 2017. https://doi.org/10.1007/s00382-016-3110-y
26. R. Kumar, S. Singh, S.S. Randhawa, K.K. Singh, J.C. Rana, Temperature trend analysis in the Glacier region of Naradu Valley, Himachal Himalaya, India, Geoscience, 346 (9-10), 213–222, 2014. https://doi.org/10.1016/j.crte.2014.09.001
27. D. Şapolyo, F. Topaloğlu, Ege Bölgesi aylık sıcaklık verilerinin bölgesel ortalama Mann-Kendall testi ile trend analizi”. Çukurova Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 39 (6), 71-80, 2020.
28. M. Türkeş, Vulnerability of Turkey to desertification with respect to precipitation and aridity conditions, Turkish Journal of Engineering and Environmental Science, 23, 363-380, 1999.