Tunceli iklim parametrelerine ait zaman serilerinin farklı istatistiksel analiz yöntemleriyle değerlendirilmesi
Günümüz dünya toplumunun karşılaştığı en zorlu çevre sorunlarından biri olan iklim değişikliğinininsan ve doğal sistemler üzerindeki olumsuz etkileri giderek artmaktadır. İklim değişikliğinin etkilerinianlamak için iklim verilerindeki trendlerin geniş çapta araştırılması gerekmektedir. Bununlabirlikte, küresel ölçekte yapılan iklim gözlemlerinin yerel ve bölgesel ölçeklerde yapılan planlamalarakatkısı düşüktür. Bu nedenle iklim değişikliklerinin zararlı etkilerini en aza indirmeye yönelik stratejilerideğerlendirebilmek ve geliştirebilmek için lokal iklim analizlerinin yapılması gerekmektedir.Kentleşme oranının düşük olduğu Tunceli ilinde tarım ve hayvancılık özellikle de mera hayvancılığıyaygın ekonomik aktivite olarak öne çıkmaktadır. İklim değişimlerinden büyük ölçüde etkilenentarım ve hayvancılıkta uygulanabilir adaptasyon stratejileri geliştirebilmek için iklim parametrelerininözelliklerinin ve trendlerinin belirlenmesi gerekir. Bu çalışmanın amacı iklim değişikliğine karşıhassas bir sahada yer alan Tunceli meteoroloji istasyonuna ait iklim parametrelerinin uzun dönemtrend analiz sonuçlarını ve parametrelerin birbirleri ile olan ilişkilerini açıklamaktır. Çalışmada 15parametreye ait uzun dönem zaman serilerine 5 farklı istatistiksel analiz yöntemi uygulanmıştır.İlk olarak iklim parametrelerine ait zaman serilerinin homojen yapıda olup olmadığını sorgulamakve homojen olmayan veri setlerinde değişim noktasını tespit etmek için her bir zaman serisineBuishand homojenlik testi uygulanmıştır. İkinci olarak zaman serilerine, herhangi bir trend olupolmadığını saptamak için Mann-Kendall ve Yenilikçi Şen trend analiz yöntemleri uygulanmıştır.Mann-Kendall ve Yenilikçi Şen trend analiz yöntemlerinden elde edilen sonuçlar karşılaştırılarakparametrelerde tespit edilen trendin tutarlılığı test edilmiştir. Dördüncü olarak iklim parametrelerineait zaman serilerine regresyon analiz yöntemi uygulanmıştır. Regresyon analizi ile her bir zamanserisinde yıllık ortalama değişim ve uzun dönem değişim ortalamaları ile oranları tespit edilmiştir.Son olarak parametrelerin birbirleriyle olan ilişkileri korelasyon analizi yöntemiyle sorgulanmış veelde veriler ışığında ilişki şiddeti ve yönü açıklanmaya çalışılmıştır. Analizlerin ortak sonuçlarınagöre 1965-2020 yılları arasındaki dönemde, Tunceli’de maksimum sıcaklık, minimum sıcaklık, ortalamasıcaklık ve sisli gün sayısı değerlerinde artış; toplam yağış, yağışlı gün sayısı, maksimum nisbinem, ortalama rüzgar hızı ve kar yağışlı gün sayısı değerlerinde azalış şeklinde bir değişim tespitedilmiştir. Elde edilen analiz sonuçları, Tunceli’de yakın gelecekte ciddi kuraklık ve kuraklığın nedenolabileceği su yetersizliği sorunlarının yaşanabileceğini göstermektedir.
Evaluation of time series of Tunceli climate parameters with different statistical analysis methods
One of the most challenging environmental problems facing the world society today is climatechange. The negative effects of climate change on human and natural systems are increasing. Tounderstand the effects of climate change, trends in climate data need to be studied extensively.However, the contribution of climate observations made on a global scale to planning madeat local and regional scales is low. Therefore, local climate analyzes are required to evaluateand develop strategies to minimize the harmful effects of climate change. In Tunceli, wherethe rate of urbanization is low, agriculture stands out as a widespread economic activity. Inorder to develop viable adaptation strategies in agriculture, which is greatly affected by climatechanges, the characteristics and trends of climate parameters must be determined. The aimof this study is to explain the long-term trend analysis results of the climate parameters of theTunceli meteorological station, which is located in an area sensitive to climate change, and therelations of the parameters with each other. In the study, 5 different statistical analysis methodswere applied to the long-term time series of 15 parameters. First of all, Buishand homogeneitytest was applied to each time series in order to question whether the time series of climateparameters are homogeneous and to determine the change point in non-homogeneous datasets. Secondly, Mann-Kendall and Şen’s innovative trend analysis methods were applied to thetime series to determine if there is any trend. The results obtained from the Mann-Kendall trendanalysis and Şen’s Innovative trend analysis method were compared and the consistency ofthe trend determined in the parameters was tested. Fourth, the regression analysis methodwas applied to the time series of climate parameters. With the regression analysis, the annualaverage change and long-term averages and rates were determined in each time series. Finally,the relations of the parameters with each other were questioned by the correlation analysismethod and the severity and direction of the relationship was tried to be explained in the lightof the available data. According to the common results of the analyzes, in the period between1965 and 2020, the increase in the maximum temperature, minimum temperature, averagetemperature and number of foggy days in Tunceli; A decrease in the values of total precipitation,number of rainy days, maximum relative humidity, average wind speed and number of dayswith snow was detected. The results of the analysis show that there may be serious droughtand water insufficiency problems that may be caused by drought in the near future in Tunceli.
___
- Abdelkarim, A., Al-Alola, S. S., Alogayell, H. M., Mohamed, S. A.,
Alkadi, I. I., & Youssef, I. Y. (2020). Mapping of GIS-flood hazard
using the geomorphometric-hazard model: Case study of the
al-shamal train pathway in the city of Qurayyat, Kingdom of
Saudi Arabia. Geosciences, 10(9), 333. https://doi.org/10.3390/
geosciences10090333
- Acar Deniz, Z., & Gönençgil, B. (2015). Trends of summer daily
maximum temperature extremes in Turkey. Physical Geography,
36(4), 268–281. https://doi.org/10.1080/02723646.2015.1045
285
- Acar Deniz, Z., & Gönençgil, B. (2017). Türkiye sıcaklık
ekstremlerindeki değişkenlikler. Coğrafya Dergisi, 35, 41–54.
https://doi.org/10.26650/JGEOG295515
- Acar, Z., GönençgiL̇ , B. & Korucu Gümüşoğlu, N. (2018). Longterm
changes in hot and cold extremes in Turkey. Journal of
Geography, 57–67. https://doi.org/10.26650/JGEOG2018-0002
- Ahmad, I., Tang, D., Wang, T., Wang, M., & Wagan, B. (2015).
Precipitation Trends over time using Mann-Kendall
and Spearman’s rho tests in Swat River Basin, Pakistan.
Advances in Meteorology, 2015, 1–15. https://doi.org/
10.1155/2015/431860
- Altin, T., & Barak, B. (2012). Seyhan Havzasında 1970-2009 yılları
arasında yağış ve hava sıcaklığı değerlerindeki değişimler
ve eğilimler. Türk Coğrafya Dergisi, 58, 21–34. https://doi.
org/10.17211/tcd.65226
- Avcı, V., & Esen, F. (2019). Malatya Havzası’nda sıcaklık ve yağışın
trend analizi. İnönü Üniversitesi Uluslararası Sosyal Bilimler
Dergisi, 8(1), 230–246.
- Berhane, A., Hadgu, G., Worku, W., & Abrha, B. (2020). Trends in
extreme temperature and rainfall indices in the semi-arid areas
of Western Tigray, Ethiopia. Environmental Systems Research,
9(1), 1–20. https://doi.org/10.1186/s40068-020-00165-6
- Boudiaf, B., Şen, Z. & Boutaghane, H. (2021). Climate change impact
on rainfall in north-eastern Algeria using innovative trend
analyses (ITA). Arabian Journal of Geosciences, 14(6), 511.
https://doi.org/10.1007/s12517-021-06644-z
- Brekke, L. D. (2009). Climate change and water resources
management: A federal perspective. Diane Publishing.
Buishand, T. A. (1982). Some methods for testing the homogeneity
of rainfall records. Journal of Hydrology, 58(1–2), 11–27. http://
dx.doi.org/10.1016/0022-1694(82)90066-X
- Burn, D. H., & Hag Elnur, M. A. (2002). Detection of hydrologic trends
and variability. Journal of Hydrology, 255(1), 107–122. https://
doi.org/10.1016/S0022-1694(01)00514-5
- Çelik̇ , M. A., Kopar, İ., & Bayram, H. (2018). Doğu Anadolu Bölgesi’nin
mevsimlik kuraklık analizi. Atatürk Üniversitesi Sosyal Bilimler
Enstitüsü Dergisi, 22(3), 1741–1761.
- Coşkun, M., Gözalan, S., Öztekince, M., & Dündar, Ö. (2020). Susurluk
Çayı havzasının ortalama sıcaklık ve toplam yağış verilerinin
trend analizi. Akademik Sosyal Araştırmalar Dergisi, 49, 24-39.
https://doi.org/10.29228/SOBIDER.47774
- Coşkun, S. (2020). Göller Yöresi’nde sıcaklık, yağış ve akım
değerlerinde meydana gelen eğilimler (Akdeniz Bölgesi-Türkiye).
Social Sciences Studies Journal, 6, 3142–3155. https://doi.
org/10.26449/sssj.2488
- Demircan, M. (2019). Sıcaklık verilerindeki kırılma tarihleriyle
iklim indekslerinin ilişkisi. Doktora Tezi, Ankara Üniversitesi
Sosyal Bilimler Enstitüsü, Ankara. https://tez.yok.gov.tr/Ulusal-
TezMerkezi/tezSorguSonucYeni.jsp
- Deumlich, D., & Gericke, A. (2020). Frequency trend analysis of
heavy rainfall days for Germany. Water, 12(7), 1950. https://doi.
org/ 10.3390/w12071950
- Dillon, W. R. & Goldstein, M. (1984). Multivariate analysis: Methods
and applications. Wiley, New York, NY.
- Donnelly, C., Greuell, W., Andersson, J., Gerten, D., Pisacane, G.,
Roudier, P., & Ludwig, F. (2017). Impacts of climate change
on European hydrology at 1.5, 2 and 3 degrees mean global
warming above preindustrial level. Climatic Change, 143(1),
13–26. https://doi.org/10.1007/s10584-017-1971-7
- Dün, S. & Gönençgil̇ , B. (2021). Ege Bölgesi kıyılarında sıcaklık
indislerinin analizi. Türk Coğrafya Dergisi, 77, 77–86. https://doi.
org/10.17211/tcd.897028
- Durmuş, B., Bulut, İ., & Gönençgil̇ , B. (2021). Antalya Bölümünde
sıcaklık ve yağış indislerinin değişim analizleri. Türk Coğrafya
Dergisi, 78, 91–108. https://doi.org/10.17211/tcd.1009270
- Erlat, E., & Türkeş, M. (2013). Observed changes and trends in
numbers of summer and tropical days, and the 2010 hot
summer in Turkey. International Journal of Climatology, 33(8),
1898–1908. https://doi.org/10.1002/joc.3556
- Erlat, E., Türkeş, M.. & Aydin-Kandemir, F. (2021). Observed changes
and trends in heatwave characteristics in Turkey since 1950.
Theoretical and Applied Climatology, 145(1), 137–157. https://
doi.org/10.1007/s00704-021-03620-1
- Esen, F. (2021a). Göynük Çayı Havzası’nın (Bingöl) hidroklimatolojik
analizi. Fırat Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 31(1), 25–40.
https://doi.org/10.18069/firatsbed.762813
- Esen, F. (2021b). Jeomorfolojik özelliklerin Tunceli şehrinin gelişimine
etkileri. Jeomorfolojik Araştırmalar Dergisi, 7, 109–131. https://
doi.org/10.46453/jader.948540
- Farooq, I., Shah, A. R., Salik, K. M. & Ismail, M. (2021). Annual,
seasonal and monthly trend analysis of temperature in
Kazakhstan during 1970–2017 using non-parametric statistical
methods and GIS technologies. Earth Systems and Environment,
5(3), 575–595. https://doi.org/10.1007/s41748-021-00244-3
- Felix, M. L., Kim, Y., Choi, M., Kim, J., Do, X. K., Nguyen, T. H., & Jung,
K. (2021). Detailed trend analysis of extreme climate indices in
the upper Geum River basin. Water, 13(22), 3171. https://doi.
org/10.3390/w13223171
- Feng, G., Cobb, S., Abdo, Z., Fisher, D. K., Ouyang, Y., Adeli, A., &
Jenkins, J. N. (2016). Trend analysis and forecast of precipitation,
reference evapotranspiration, and rainfall deficit in the Blackland
Prairie of Eastern Mississippi. Journal of Applied Meteorology
and Climatology, 55(7), 1425–1439. https://doi.org/10.1175/
JAMC-D-15-0265.1
- Gönençgil̇ , B. & İçel, G. (2014). Türkiye’nin Doğu Akdeniz kıyılarında
yıllık toplam yağışlarda görülen değişimler (1975-2006). Türk
Coğrafya Dergisi, 55, 1–12. https://doi.org/10.17211/tcd.81493
- Gosain, A. K., Rao, S., & Basuray, D. (2006). Climate change impact
assessment on hydrology of Indian river basins. Current Science,
346–353.
- Güçlü, Y. S. (2020). Improved visualization for trend analysis by
comparing with classical Mann-Kendall test and ITA. Journal
of Hydrology, 584, 124674. https://doi.org/10.1016/j.
jhydrol.2020.124674
- Gupta, N., Banerjee, A., & Gupta, S. K. (2021). Spatio-temporal
trend analysis of climatic variables over Jharkhand, India. Earth
Systems and Environment, 5(1), 71–86. https://doi.org/10.1007/
s41748-021-00204-x
- Gürkan, H., Arabaci, H., Demiṙ can, M., Eskiȯ ğlu, O., Şensoy, S.,
& Yazici, B. (2016). GFDL-ESM2M Modeli temelinde RCP4.5
ve RCP8.5 senaryolarına göre Türkiye için sıcaklık ve yağış
projeksiyonları. Coğrafi Bilimler Dergisi, 14(2), 77–88. https://
doi.org/10.1501/Cogbil_0000000174
- Hadi, S. J., & Tombul, M. (2018). Long-term spatiotemporal
trend analysis of precipitation and temperature over Turkey.
Meteorological Applications, 25(3), 445–455. https://doi.
org/10.1002/met.1712
- Hirsch, R. M. & Slack, J. R. (1984). A Nonparametric trend test
for seasonal Data with serial dependence. Water Resources
Research, 20(6), 727–732. https://doi.org/10.1029/
WR020i006p00727
- IPCC. (2014). Summary for policymakers In: Climate Change 2014:
Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Part A: Global and
Sectoral Aspects. Contribution of Working Group II to the Fifth
Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate
Change Ed C B Field et al (Cambridge)(Cambridge University
Press)(Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA), 34.
- IPCC. (2021). Climate Change 2021: The physical science basis.
Contribution of working group I to the sixth assessment report of
the intergovernmental panel on climate change. Editor: Masson-
Delmotte, V., Zhai, P., Pirani, A Connors, S. L., Pean, C., Berger, S.,
Caud, N., Chen, Y., Goldfarb, L., Gomis, M. I., Huang, M., Leitzell,
K., Lonnoy, E., Matthews, J. B. R., Maycock, T. K., Waterfield, T.,
Yelekçi, O., Yu, R., Zhou, B.Cambridge University Press.
- İrcan, M. R., & Duman, N. (2022). Van Gölü Havzası’ndaki maksimum
ve minimum sıcaklıkların trend analizi. Türk Coğrafya Dergisi,
80, 39–52. https://doi.org/10.17211/tcd.1079628
- İzmen, Ü. (2014). Bölgesel kalkınmada yerel dinamikler Tunceli
modeli ve 2023 senaryoları. Yön Basım Yayın Dizim Matbaacılık.
İstanbul. https://www.kalkinmakutuphanesi.gov.tr/dokuman/
bolgesel-kalkinmada-yerel-dinamikler-modeli-ve-2023-
senaryolari/481
- Karabulut, M. (2011). Kayseri’de yağış ve sıcaklıkların trend analizi.
KSÜ Sosyal Bilimler Dergisi, 8(1), 79–90.
- Karabulut, M. (2012). Doğu Akdeniz’de ekstrem maksimum ve
minimum sıcaklıkların trend analizi. KSÜ Doğa Bilimleri Dergisi,
26–28.
- Karabulut, M., & Cosun, F. (2009). Kahramanmaraş ilinde yağışların
trend analizi. Coğrafi Bilimler Dergisi, 7(1), 65–83. https://doi.
org/10.1501/Cogbil_0000000095
- Kendall, M. G. (1975). Rank correlation methods (5th edition).
Charless Griffin.
- Kızılelma, Y., Çelik, M. A., & Karabulut, M. (2015). İç Anadolu
Bölgesinde sıcaklık ve yağışların trend analizi. Türk Coğrafya
Dergisi, 64, 1–10. https://doi.org/10.17211/tcd.90494
- Kocaoğlu, E., & Çağlıyan, A. (2022). Çanakkale yağış gözlem
istasyonlarının homojenlik durumu ve yıllık yağışların trend
analizi. Fırat Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 32(2), 391–408.
https://doi.org/10.18069/firatsbed.1050556
- Köklü, N., Büyüköztürk, Ş., & Çokluk Bökeoğlu, Ö. (2006). Sosyal
bilimler için istatistik istatistik. Pegem Akademi Yayıncılık. Ankara.
https://pegem.net/urun/Sosyal-Bilimler-icin-Istatistik/61927
- Mallick, J., Talukdar, S., Alsubih, M., Salam, R., Ahmed, M., Kahla, N.
B., & Shamimuzzaman, M. (2021). Analysing the trend of rainfall
in Asir region of Saudi Arabia using the family of Mann-Kendall
tests, innovative trend analysis, and detrended fluctuation
analysis. Theoretical and Applied Climatology, 143(1), 823–841.
https://doi.org/10.1007/s00704-020-03448-1
- Mann, H. B. (1945). Nonparametric tests against trend. Econometrica,
13(3), 245–259. https://doi.org/10.2307/1907187
- Öztopal, A., & Şen, Z. (2017). Innovative trend methodology
applications to precipitation records in Turkey. Water Resources
Management, 31(3), 727–737. https://doi.org/10.1007/s11269-
016-1343-5
- Öztürk, M. Z., & Kılıç, H. (2018). Ardahan’da iklim parametrelerindeki
değişimin zamansal analizi. Türk Coğrafya Dergisi, 70, 37–43.
https://doi.org/19.17211/tcd.364239.
- Rahman, M. A., Yunsheng, L., & Sultana, N. (2017). Analysis and
prediction of rainfall trends over Bangladesh using Mann–
Kendall, Spearman’s rho tests and ARIMA model. Meteorology
and Atmospheric Physics, 129(4), 409–424. https://doi.
org/10.1007/s00703-016-0479-4
- Raucher, R. S. (2010). The future of research on climate change
impacts on water: A NOAA/USEPA/NASA/WaterRF/WERF
workshop focusing on adaptation strategies and information
needs. Water Research Foundation.
- Razavi, T., Switzman, H., Arain, A., & Coulibaly, P. (2016). Regional
climate change trends and uncertainty analysis using
extreme indices: A case study of Hamilton, Canada. Climate
Risk Management, 13, 43–63. https://doi.org/10.1016/j.
crm.2016.06.002
- Salmi, T., Maatta, A., Antilla, P., & Ruoho, A. (2002). Detecting trends
of annual values of atmospheric pollutants by the Mann-Kendall
test and Sen’s slope estimates-the Excel template application
MAKESENS. Ilmatieteen laitos.
- SEGE. (2017). İllerin ve bölgelerin sosyo ekonomik gelişmişlik
sıralaması araştırması. T.C. Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı.
https://www.sanayi.gov.tr/anasayfa
- Şen, Z. (2012). Innovative trend analysis methodology. Journal
of Hydrologic Engineering, 17(9), 1042–1046. https://doi.
org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000556
- Şen, Z. (2017). Innovative trend significance test and applications.
Theoretical and Applied Climatology, 127(3), 939–947. https://
doi.org/10.1007/s00704-015-1681-x
- Solomon, S., Manning, M., Marquis, M., & Qin, D. (2007). Climate
change 2007-the physical science basis: Working group I
contribution to the fourth assessment report of the IPCC (Vol. 4).
Cambridge University Press.
- Sonali, P., & Kumar, D. N. (2013). Review of trend detection methods
and their application to detect temperature changes in India.
Journal of Hydrology, 476, 212–227. https://doi.org/10.1016/j.
jhydrol.2012.10.034
- Sunday, R. K. M., Masih, I., Werner, M., & van der Zaag, P. (2014).
Streamflow forecasting for operational water management in
the Incomati River Basin, Southern Africa. Physics and Chemistry
of the Earth, Parts A/B/C, 72, 1–12. https://doi.org/10.1016/j.
pce.2014.09.002
- Taxak, A. K., Murumkar, A. R., & Arya, D. S. (2014). Long term spatial
and temporal rainfall trends and homogeneity analysis in
Wainganga basin, Central India. Weather and Climate Extremes,
4, 50–61. https://doi.org/10.1016/j.wace.2014.04.005
- Thornton, P. K., Ericksen, P. J., Herrero, M., & Challinor, A. J. (2014).
Climate variability and vulnerability to climate change: A
review. Global Change Biology, 20(11), 3313–3328. https://doi.
org/10.1111/gcb.12581
- Topuz, M., & Karabulut, M. (2021). Doğu Anadolu Bölgesinde 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
- Türkeş, M. (2003). Küresel iklim değişikliği ve gelecekteki iklimimiz.
23 Mart Dünya Meteoroloji Günü Kutlaması Gelecekteki
İklimimiz Paneli, Bildiriler Kitabı, 12–37.
- Türkeş, M. (2008). Küresel iklim değişikliği nedir? Temel kavramlar,
nedenleri, gözlenen ve öngörülen değişiklikler. İklim Değişikliği
ve Çevre, 1(1), 26–37.
- Türkeş, M., Koç, T., & Sariş, F. (2007). Türkiye’nin yağış toplamı ve
yoğunluğu dizilerindeki değişikliklerin ve eğilimlerin zamansal
ve alansal çözümlemesi. Coğrafi Bilimler Dergisi, 5(1), 57–73.
https://doi.org/10.1501/Cogbil_0000000073
- Wiemann, S., Al Janabi, F., Eltner, A., Krüger, R., Luong, T., Sardemann,
H., Singer, T., Spieler, D., & Kronenberg, R. (2018). Entwicklung
eines Informationssystems zur Analyse und Vorhersage hydrometeorologischer
Extremereignisse in mittleren und kleinen
- Einzugsgebieten. Forum Hydrol. Wasserbewirtsch, 39, 357–367.
Zachos, J., Pagani, M., Sloan, L., Thomas, E., & Billups, K. (2001).
Trends, rhythms, and aberrations in global climate 65 Ma to
present. Science, 292(5517), 686–693. https://doi.org/10.1126/
science.1059412