Standard Yağış Evapotranspirasyon Indeksi (SPEI) Yöntemi Kullanarak Kuraklık Analizi: Finike Örneği

Öz

Kuraklık, hayatın her alanında olduğu gibi, örtü altı ve narenciye tarımını olumsuz etkilemektedir. Antalya’nın Finike ilçesi seracılık ve özellikle narenciye üretimi bakımından büyük önem taşımaktadır. Bu araştırmada Akdeniz Bölgesi’nde Antalya’nın Finike ilçesinde, 1970 ve 2023 yılları arasında yaşanan 3 ve 6 aylık kurak dönemler ve bu kurak dönemlerin trend eğiliminin incelenmesi amaçlanmıştır. Araştırmanın başlangıcı ve sonu, su yılının başlangıcı ve sonu (1 Ekim- 30 Eylül arası) dikkate alınarak belirlenmiştir. Üç aylık kurak dönemler kendi içerisinde; P3A (Ekim-Kasım-Aralık), P3B (Ocak-Şubat-Mart), P3C (Nisan-Mayıs-Haziran) ve P3D (Temmuz-Ağustos-Eylül) şeklinde ayrılmıştır. Altı aylık dönemler de kendi içerisinde P6A (Ekim-Kasım-Aralık-Ocak-Şubat-Mart) ve P6B (Nisan-Mayıs-Haziran- Temmuz-Ağustos-Eylül) şeklinde planlanmıştır. Araştırmada, Standart Yağış Evapotranspirasyon İndeksi (SPEI) kuraklık analizi yöntemi kullanılmıştır. Ayrıca ETo’ın hesaplanmasında Hargreaves (H), Penman Monteith (PM) ve Thornthwaite (TW) eşitliklerinden yararlanılmıştır. Kurak dönemlerin trendini belirlemek amacıyla da 3 ve 6 aylık kuraklık indekslerine Mann Kendall trend analizi uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre Finike ilçesinde 1972-1974, 1988-1991, 1999-2001, 2006-2008 ve 2015-2017 yıllarında en uzun süren kurak dönemler yaşanmıştır. Ayrıca 1970-2023 arasındaki 20 yıllık her dönemde çok sayıda şiddetli kurak dönemler meydana gelmiştir. Finike ilçesinde SPEI kuraklık sonuçlarına göre kuraklığın artış eğiliminin olmadığı saptanmıştır. Ancak, belirli aralıklarla şiddetli kuraklıkların yaşandığı saptanmıştır.

Anahtar Kelimeler

• nem açığı
• sıcaklık
• tarım
• trend
• yağış

Drought Analysis Using Standard Evapotranspiration Index (SPEI) Method: A Case Study in Finike

Öz

Drought, as in every aspect of life, negatively affects greenhouse and citrus cultivation. Finike district of Antalya is of great importance in terms of greenhouse farming and especially citrus production. The study aimed to examined 3- and 6-month dry periods and trend of dry periods between 1970-2023 years in the Finike district of Antalya in the Mediterranean Region. The beginning and end of the research were determined by taking into account the beginning and end of the water year (between October 1 and September 30). The three-month dry periods were divided into periods as P3A (October-November-December), P3B (January-February-March), P3C (April-May-June) and P3D (July-August-September). The six-month periods were planned as P6A (October-November-December-January-February-March) and P6B (April-May-June-July-August-September). The Standard Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) method was used for drought analysis in the research. In addition, Hargreaves (H), Penman Monteith (PM) and Thornthwaite (TW) Equations were used in the calculation of ETo. Mann Kendall trend analysis was used to values 3- and 6-month dry index in order to determine the trend of dry periods. According to the results obtained, the longest dry periods in Finike district were in 1972-1974, 1988-1991, 1999-2001, 2006-2008 and 2015-2017. Additionally, there were numerous severe drought periods in each of the 20-year periods between 1970 and 2023. According to the SPEI drought results, it was determined that there was no increasing trend in drought in Finike district. However, it was determined that severe droughts occurred at certain intervals.

Anahtar Kelimeler

• agriculture
• humidity deficit
• precipitation
• temperature
• trend

Kaynakça

1. Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., & Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration - Guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and drainage,300(9), 56. https://www.avwatermaster.org/filingdocs/195/70653/172618e_5xAGWAx8.pdf
2. Andrady, A., Aucamp, P.J., & Bais, A. (2008). Enviromental effects of ozone depletion and its interactions with climate change progress report. Photochem Photobiol Sci, 8, 13-22. https://doi.org/10.1039/b820432m
3. Avşaroğlu, Y., Gümüş, V., Şimşek, O., Dinsever, L.D., & Kuş, M. (2021). Güneydoğu Anadolu Bölgesi’ndeki aylık toplam tava buharlaşma verilerinin Mann-Kendall Testi ve Yenilikçi Şen Yöntemi ile trend analizi. Gümüşhane University Journal of Science and Technology, 11(4), 1059 – 1070. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.908615
4. Bacanlı, Ü.G., & Akşan, G.N. (2019). Akdeniz Bölgesinde kuraklık analizi. Pamukkale Univ Muh Bilim Derg, 25(6), 665-671. doi: 10.5505/pajes.2019.64507
5. Cebeci, İ., Demirkıran, O., Doğan, O., Sezer, K.K., Öztürk, Ö., & Elbaşı, F. (2019). Türkiye’nin iller bazında kuraklık değerlendirmesi. Toprak Su Dergisi, Özel Sayı, 169-176. https://doi.org/10.21657/topraksu.655613
6. Chen, D., Gao, G., Chong-Yu, X., Guo, J., & Ren, G. (2005). Comparison of the Thornthwaite method and pan data with the standard Penman-Monteith estimates of reference evapotranspiration in China. Climate Research, 28, 123-132. https://doi.org/10.3354/cr028123
7. Ceyhunlu, A.I. (2023). İklim değişikliğinin Türkiye'de yağış-sıcaklık verileri üzerindeki etkisi ve stokastik zaman seri modelleri ile kuraklık değerlendirmesi. (Doktora Tezi, Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.)
8. Demir, İ., Kılıç, G., & Coşkun, M. (2008). Precis bölgesel iklim modeli ile Türkiye için iklim öngörüleri: HadAMP3 Sres A2 senaryosu. IV. Atmosfer Bilimleri Sempozyumu, Bildiriler Kitabı, 365-37.

9. Dinç, N., Aydinşakir, K., Işık, M., & Büyüktaş, D. (2016). Standartlaştırılmış yağış indeksi (SPI) yöntemi ile Antalya ili kuraklık analizi. Derim, 33(2), 270-298. DOI:10.16882/derim.2016.267912
10. Durmuş, B., & Bulut, İ. (2023). Batı Akdeniz’deki ekstrem kuraklık şartlarının SPEI yöntemiyle belirlenmesi. Türk Coğrafya Dergisi, 84, 41-52. DOI: 10.17211/tcd.1327588
11. Finike Kaymakamlığı (2023). Coğrafi durumu. http://www.finike.gov.tr/finike [Son erişim 29.03.2025]. Hargreaves, G.H., & Samani, Z.A. (1985). Reference crop evapotranspiration from temperature. Applied Engineerin in Agriculture, 1(2), 96-99. https://doi.org/10.13031/2013.26773
12. Hosking, J.R.M. (1990). L-Moments: Analysis and estimation of distributions using linear combinations of order statistics. J. Roy. Stat. Soc., 52B, 105–124. https://doi.org/10.1111/j.2517-6161.1990.tb01775.x
13. Kanat, Z., & Keskin, A. (2018). Dünyada iklim değişikliği üzerine yapılan çalışmalar ve Türkiye’de mevcut durum. Atatürk Üniv. Ziraat Fak. Dergisi, 49(1), 67-78. https://doi.org/10.17097/ataunizfd.343085
14. Karaosmanoğlu, F., & Günek, H. (2018). Evaluation of evaporation and runoff in the Goksu Basin according to the methods of PENMAN and THORNTHWAITE. International Journal of Scientific and Technological Research, 4(10), 599-614.
15. Kendall, M.G. (1948). Rank correlation methods. London: Griffin.
16. Kumar, K.K., Kumar, K.P., & Rakhescha, P.R. (1987). Comparison of Penman and Thornthwaite methods of estimating potential evapotranspiration for Indian conditions. Indian Institute of Tropical Meteorology, 38, 140-146.
17. Li, Y., Qin, Y., & Rong, P. (2022). Evolution of potential evapotranspiration and its sensitivity to climate change based on the Thornthwaite, Hargreaves, and Penman–Monteith equation in environmental sensitive areas of China. Atmospheric Research, 273, 106178. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2022.106178
18. Mann, H.B. (1945). Nonparametric tests against trend. Econometrica: Journal of the Econometric Society, 245-259. https://doi.org/10.2307/1907187
19. Mckee, T.B., Doeskan, N.J., & Kleist, J. (1993). The relationship of drought frequency and duration to time scales. Eighth Conference on Applied Climatology. 17-22 January. California.
20. Mehr, A.D., & Attar, N.F. (2021). A gradient boosting tree approach for SPEI classification and prediction in Turkey. Hydrological Sciences Journal, 66(11), 1653–1663. https://climate.colostate.edu/pdfs/relationshipofdroughtfrequency.pdf
21. MGM, (2024a). Finike istasyonu 1970-2023 yılı günlük rasat verileri. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı, Meteoroloji Genel Müdürlüğü, Antalya. [Son erişim tarihi 04.12.2024]
22. MGM, (2024b). Kuraklık izleme yöntemleri ve çeşitleri. Kuraklık Analizi. Meteoroloji Genel müdürlüğü https://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/kuraklik-analizi.aspx?d=yontemsinif#sfB [Son erişim tarihi 29.07.2025]
23. Pekpostalcı, D.S., Tur, R., & Mehr, A.D. (2023). Spatiotemporal variations in meteorological drought across the Mediterranean Region. Pure Appl. Geophys, 180, 3089–3104. https://doi.org/10.1007/s00024-023-03312
24. Pereira, A.R., & Pruitt, W.O. (2004). Adaptation of the Thornthwaite scheme for estimating daily reference evapotranspiration. Agricultural Water Management, 66(3), 251–257. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2003.11.003
25. Sekendur, F. (2022). Standartlaştırılmış yağış evapotranspirasyon indeksinin (SPEI) farklı evapotranspirasyon metotlarıyla hesaplanması ve Türkiye ölçeğinde SPI ile karşılaştırmalı kuraklık analizi. Doktora Tezi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
26. Thornthwaite, C.W. (1948). An approach toward a rational classification of climate. Geogr. Rev. 38, 55-94. http://links.jstor.org/sici?sici=0016-7428%28194801%2938%3A1%3C55%3AAATARC%3E2.0.CO%3B2-O.
27. 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
28. TÜİK, (2023). Bitkisel üretim istatistikleri, tarım alanları. Türkiye İstatistik Kurumu. https://biruni.tuik.gov.tr/medas/?locale=tr [Son erişim tarihi 29.03.2025]
29. Vicente-Serrano, S.M., Portugues, S.B., Martinez, A.M., Moreno, J.L., & Kenawy, A.E.l. (2010). The Standardized Precipitation-Evapotranspiration Index (SPEI): A multiscalar drought index. 10th EMS Annual Meeting, 10th European Conference on Applications of Meteorology (ECAM) Abstracts, held Sept. 13-17, 2010 in Zürich, Switzerland. http://meetings.copernicus.org/ems2010/