BİLDİRİ KİTABI Editörler Ahmet ÖZTOPAL Zekâi ŞEN

Transkript

1 I. Türkiye İklim Değişikliği Kongresi TİKDEK 2007, Nisan 2007, İTÜ, İstanbul BİLDİRİ KİTABI Editörler Ahmet ÖZTOPAL Zekâi ŞEN 1

2 I. Türkiye İklim Değişikliği Kongresi TİKDEK 2007, Nisan 2007, İTÜ, İstanbul Climate - Environment Research & Development Centre I. TÜRKİYE İKLİM DEĞİŞİKLİĞİ KONGRESİ TİKDEK Nisan, 2007 İTÜ Maslak Kampüsü Kültür ve Sanat Birliği Salonu İSTANBUL BİLDİRİ KİTABI EDİTÖRLER AHMET ÖZTOPAL ve ZEKAİ ŞEN DESTEKLEYEN KURULUŞLAR 2

3 I. Türkiye İklim Değişikliği Kongresi TİKDEK 2007, Nisan 2007, İTÜ, İstanbul KONGRE YÜRÜTME KURULU Zekai Şen Dursun A. Çodur Hasan Z. Sarıkaya Ahmet Öztopal Ahmet Duran Şahin Selami Oğuz KONGRE SOSYAL ETKİNLİKLER KURULU Mehmet Akkaya Ömer Faruk Birpınar Muhiddin Yenigün Nigar Şen Serhat Bulut KONGRE BİLİM KURULU AHMET D. ŞAHİN AHMET DEMİR AHMET METE SAATÇİ ALİ UYUMAZ ALİ ÜMRAN KÖMÜŞÇÜ DOĞAN KANTARCI ENGİN TÜRE ERCAN KAHYA EROL KESKİN ERTUĞRUL ACUN FİLİZ KARAOSMANOĞLU FUAT Z. TOPRAK GÜNAY APAK HASAN Z. SARIKAYA İBRAHİM DİNÇER İBRAHİM GÜRER KASIM YENİGÜN LEVENT KAVVAS LEVENT ŞAYLAN MEHMET E. BİRPINAR MERT SAVRUN MİKDAT KADIOĞLU MURAT TÜRKEŞ MUSTAFA ÖZTÜRK NECATİ AĞIRALİOĞLU NEJAT VEZİROĞLU ORHAN ŞEN ÖMER LÜTFİ ŞEN SELAHATTİN İNCECİK SEVİNÇ SIRDAŞ ÜMİT DOĞAY ARINÇ ÜNAL ŞORMAN VEYSEL EROĞLU YURDANUR S. ÜNAL ZEKAİ ŞEN 3

4 Isparta Bölgesi Meteorolojik Kuraklık Analizi M.Erol Keskin 1, Özlem Terzi 2, E.Dilek Taylan 1 ve A.Gökhan Yılmaz 1 1 SDÜ Mühendislik-Mimarlık Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, 32260, Isparta merol@mmf.sdu.edu.tr, edilek@mmf.sdu.edu.tr, gokhany@mmf.sdu.edu.tr 2 SDÜ Teknik Eğitim Fakültesi Yapı Eğitimi Bölümü, 32260, Isparta ogencer@tef.sdu.edu.tr ÖZET Yaşamsal önemi yüksek olan suyun, insan ve toplum refahı ile çok yakından ilişkisi olması dolayısı ile su kaynaklarının kirletilmesi ve plansız kullanımı, iklim değişiklikleri ve küresel ısınma etkisi ile oluşan kurak sürelerin meydana gelmesi, sınırlı miktarda mevcut olan su kaynaklarının kullanılabilirlik ve sürdürülebilirlik özelliklerinde azalma eğilimi göstermektedir. Bilindiği gibi kuraklık, tabii afetler arasında ilk sıralarda yer almaktadır ve son zamanlarda, gerek Türkiye gerekse diğer ülkelerin gündemini oluşturmaktadır. Bu bağlamda, çalışmada Standartlaştırılmış Yağış İndeksi (SYİ) yöntemi kullanılarak Isparta Bölgesine ait meteorolojik kuraklık analizi yapılmıştır. Bu bölgede yer alan Isparta merkez, Eğirdir, Senirkent, Uluborlu ve Gönen meteorolojik ölçüm istasyonlarına ait 40 yıllık yağış değerleri SYİ yönteminin sınıflandırma değerlerine göre 12 aylık periyotlar için incelenmiştir. Bölgeye ait kurak ayların frekansı yılları arasında yaklaşık % ve belirlenen kurak periyotlar için ortalama yağış yüksekliği mm/m 2 olarak bulunmuştur. Çalışma bölgesi için seçilen istasyonlara ait kuraklık analizi neticesinde çok şiddetli kuraklık gözlenmemiştir. Anahtar Kelimeler: Isparta; Kuraklık; Standartlaştırılmış Yağış İndeksi. ABSTRACT Water which has vital importance is closely related human and community welfare. Thus, consisting of drought periods in consequence of contamination and misused of water resources, climate changes and global warming, restrict utility and continuity of water resources. As known, drought is initial factor among natural disaster and recently, it is current issue in Turkey and world. Therefore, Standardized Precipitation Index (SPI) is used for meteorological drought analysis of Isparta Region, in this study. 40 years precipitation data belonging to Isparta Center, Eğirdir, Senirkent, Uluborlu, Gönen stations is investigated for 12 monthly time scale according to SPI classification. Drought month s frequency of Isparta region is found 58.24% approximately and annual mean precipitation is found as mm/m 2 in Extremely drought classification is not observed for selected stations in study region. Key Words: Isparta; Drought; Standardized Precipitation Index. 350

5 1. GİRİŞ Bir biriktirme haznesi için, hidrolojinin temel denklemlerinden olan süreklilik denklemindeki girdi parametreleri (yağış, kar, v.s) depolanan ve ihtiyaç parametrelerinden küçük ise bu durum da kuraklık problemi meydana gelir. O halde kuraklık, talep edilen suyun karşılanamamasıdır. Bu bağlamda, su kaynaklarının planlanması ve işletilmesinde kuraklık analizinin yapılması önemlidir. Çünkü kuraklık analizi sonucunda, kurak devrelerin belirlenmesi ülkenin uzun vadeli ekonomik ve sosyal planlamaları için de önem arz eder. Türkiye nin yıllık ortalama akarsu potansiyeline 10 milyar m 3 yeraltı suyu da eklendiğinde ülkenin su potansiyeli 196 milyar m 3 e ulaşmaktadır. Türkiye nüfusunun 70 milyon olduğu dikkate alındığında kişi başına yıllık 2800 m 3 civarında su düşmektedir m 3 su, kuraklık dönemleri için Türkiye nin ciddi sorunlarla karşılaşabileceği anlamına gelmektedir. Türkeş (1999), Türkiye de çölleşmeyi yönlendirebilecek olan iklimsel etmenler, yağış ve kuraklık indisi dizilerinin alansal ve zamansal değişimini dönemi için analiz etmişlerdir. İklim etmenleri bakımından Güney Doğu Anadolu Bölgesi ve Türkiye nin karasal iç bölgelerinin; doğal ve insan kaynaklı etmenler bakımından da Akdeniz ve Ege Bölgelerinin kuraklık açısından riskli olarak düşünülebileceğini belirtmişlerdir. Pongracz vd. (1999), bölgesel kuraklığın tahmini için El Nino Güney Salınımlarını (ENSO) ve atmosferik sirkülasyon kalıbını girdi olarak kullanarak bulanık mantık tabanlı bir model oluşturmuşlar ve değiştirilmiş Palmer İndeksini tahmin etmişlerdir. Fowler ve Kilsby (2002), 1881 den itibaren Lamb hava tiplerini kullanarak hava tipinin tarihi kuraklık kayıtları üzerindeki etkisini incelemişlerdir. Yorkshire de yapılan çalışmalar sonucunda, doğu kuraklığı, Penine veya batı kuraklığı ve geriye kalan bölgenin kuraklığı olmak üzere üç ana kuraklık tipi tespit edilmiştir. Hisdal ve Tallaksen (2003), Danimarka için aylık yağış ve akış serilerini kullanarak meteorolojik ve hidrolojik kuraklık karakteristikleri üzerinde çalışmışlardır. Çalışmanın sonunda akışlardaki azalmanın, yağışlardaki azalmadan daha az sıklıkta ve daha uzun periyotlarda olduğu sonucuna varmışlardır. Bonaccorso vd. (2003), Normalleştirilmiş Yağış İndeksini kullanarak kuraklık analizi yapmışlardır. İndeksi belirlerken seçilen periyotların hassasiyeti etkilediği sonucuna ulaşmışlardır. Sırdaş ve Şen (2003) kuraklık süresi ve genliği arasındaki ikili ilişkiyi, saçılma grafiklerine en uygun doğrunun geçirilmesi ile tanımlamış ve kuraklık haritası oluşturmuşlardır. Tsakiris ve Vangelis (2004) coğrafik bilgilerin yardımıyla standartlaştırılmış yağış indeksi yöntemini kullanarak kuraklık izleme sistemi 351

6 oluşturmuşlardır. Dinpashoh vd. (2004) tüm İran ı altısı homojen ve biri farklı olmak üzere toplam yedi bölgeye ayırmışlar ve bu bölgelerde 57 farklı iklimsel ve jeografik değişkene bağlı olarak kuraklık çalışması yapmışlardır. Paulo vd. (2005), 68 yıllık standartlaştırılmış yağış verilerini Markov zincirine açmışlar ve her bir kuraklık döneminin meydana gelme olasılığını belirlemişlerdir. Stokastik modellerle kuraklığı izlemenin ve erken uyarı sistemi oluşturmanın mümkün olabileceğini belirtmişlerdir. Moreira vd. (2006), Güney Portekiz de Alentejo Bölgesi nde 67 yıllık normalleştirilmiş yağış verilerini kullanarak kuraklık çalışması yapmışlardır. Loglineer modellerin farklı periyotlar arasında kuraklık sınıf geçişlerini karşılaştırmada performanslarının iyi olduğunu bulmuşlardır. Literatür taramalarından da anlaşılacağı üzere, meteorolojik kuraklıkların belirlenmesi ile bölgeye ait tarımsal ve hidrolojik kuraklıkların hangi periyotlarda görülebileceği belirlenebilmektedir. Avrupa Birliği direktiflerinde su kaynakları potansiyelinin sürekli olarak izlenmesi, doğabilecek kısa, orta ve uzun vadeli yönetim planlarının yapılması, olumsuz etkilerin önlenmesi veya en aza indirilmesi konusunda yapılacak olan hidrolojik çalışmalardan biri de meteorolojik kuraklık analizidir. Bu çalışmada, Isparta bölgesinde yer alan Isparta merkez, Eğirdir, Senirkent, Uluborlu ve Gönen meteorolojik ölçüm istasyonlarına ait 40 yıllık yağış değerleri kullanılarak standartlaştırılmış yağış indeksi yöntemi ile 12 aylık periyotlar için meteorolojik kuraklık analizi yapılarak bölgenin kuraklık oluşumları araştırılmıştır. 2. STANDARTLAŞTIRILMIŞ YAĞIŞ İNDEKSİ YÖNTEMİ Farklı iklimlere sahip bölgelerin kuraklığını tanımlamak amacıyla yağış parametresini tek bir sayısal değere dönüştüren Standartlaştırılmış Yağış İndeksi (SYİ) yöntemi ilk olarak Mckee vd. (1993) tarafından geliştirilmiştir. SYİ, seçilmiş bir zaman dilimi içinde yağışın ortalamadan olan farkının standart sapmaya bölünmesi ile elde edilir (Denk. 1). X i X i SYİ = (1) σ Gerçekte indeksin hesaplanması yağışın 12 ay ve daha az periyotlarda normal dağılıma uymaması sebebiyle komplikedir ve bu sebeple yağış dizileri öncelikle normal dağılıma uygun hale getirilir. Sonuçta elde edilen SYİ değerleri yağış eksikliği ile lineer olarak artan ve azalan bir eğilim gösterir. SYİ değerlerinin normalize edilmesi sonucu seçilen zaman dilimi içerisinde hem kurak ve hem de nemli dönemler aynı şekilde temsil edilmiş olur. SYİ 352

7 değerleri dikkate alınarak yapılan bir kuraklık değerlendirmesinde indeksin sürekli olarak negatif olduğu zaman periyodu kurak dönem olarak tanımlanır. İndeksin sıfırın altına ilk düştüğü ay kuraklığın başlangıcı olarak kabul edilirken indeksin pozitif değere yükseldiği ay kuraklığın bitimi olarak değerlendirilir [12]. SYİ yöntemi ile kuraklık şiddeti Tablo 1 de gösterilen kategorilere göre sınıflandırılabilir. Tablo 1. SYİ kuraklık kategorisi [7] SYİ değeri Kuraklık Kategorisi 2 Çok şiddetli yağışlı 1.50 ~ 1.99 Çok yağışlı 1.00 ~ 1.49 Orta şiddetli yağışlı 0.99 ~ 0 Normal 0 ~ Normale yakın kuraklık ~ Orta şiddetli kuraklık ~ Şiddetli kuraklık -2 Çok şiddetli kuraklık SYİ yönteminde aşağıdaki sıra izlenir. Aylık yağış veri setleri en az 30 yıllık kesintisiz periyot için düzenlenir. Yağış eksikliğinin farklı su kaynaklarına etkisi dikkate alınarak indekslerdeki değişimlerin gözleneceği 1, 2, 3,4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 15, 18, 24,30, 36, 48, 60 ve 72 aylık gibi farklı zaman dilimleri belirlenir. Bölgedeki kullanılabilir su kaynaklarının durumuna göre zaman dilimleri farklılık gösterebilir [11]. Örneğin herhangi bir ayda yağışta meydana gelen azalma toprak nemine hemen etki edebilirken, yeraltı sularının ve nehirlerin bundan etkilenmesi daha uzun süreli bir zaman dilimi içinde olur [12]. 3. ÇALIŞMA BÖLGESİ Isparta bölgesi, Akdeniz Bölgesi nin kuzeyinde yer alan Göller bölgesinde yer almaktadır km 2 lik yüzölçümüne sahip il, ve doğu boylamları ile ve kuzey enlemleri arasında bulunmaktadır. (Şekil 1). Rakımı ortalama 1050 metredir. 353

8 Şekil 1. Isparta bölgesi haritası Tablo 2. Meteorolojik istasyonlara ait bilgiler İstasyon No İstasyon Enlem Boylam Isparta 37 o o Eğirdir 38 o o Senirkent 38 o o Uluborlu 38 o o Gönen 38 o o 29 Isparta bölgesi uzun süreli gözlemlerin klimatolojik olarak incelenmesi sonucunda, Akdeniz iklimi ile Orta Anadolu da yaşanan karasal iklim arasında geçiş bölgesinde yer almaktadır. Bu nedenle bölgede her iki iklimin özellikleri gözlenir. Akdeniz kıyılarında görülen sıcaklık ve yağış özellikleri ile karasal iklimin düşük sıcaklık ve düşük yağış özellikleri tam olarak gözlenmez. Bölgenin güneyinde (Sütçüler) Akdeniz, kuzeyinde (Ş.Karaağaç, Yalvaç) ise karasal iklimin özellikleri gözlenir. Bölgenin ortalama yıllık yağış toplamı mm/m 2 dir. Yağışların büyük kısmı kış ve bahar aylarında (%72.69) olmaktadır. Yaz ve sonbahar ayları ise oldukça kurak (toplam yağışın %29.31) geçmektedir. 4. UYGULAMA Isparta bölgesinde kuraklık analizi yapılabilmesi için bölgede yer alan Isparta merkez, Eğirdir, Senirkent, Uluborlu ve Gönen e ait aylık ortalama yağış değerleri Devlet Su İşleri Genel 354

9 Müdürlüğü nden elde edilmiştir. SYİ yönteminin uygulanabilmesi için McKee vd. (1993) e göre ideal olarak en az 30 yıllık ve kesintisiz yağış verileri gerekmektedir. Bu çalışmada, beş istasyon için ortak periyot olan yılları arasındaki sürekli yağış verileri ile SYİ yöntemi 12 aylık periyotta (SYİ12) orta dönem kuraklık analizinde kullanılmıştır. Denk. 1 kullanılarak standart hale getirilmiş beş istasyona ait yağış verileri, Tablo 1 de verilen kuraklık kategorilerine göre sınıflandırıldıktan sonra elde edilen zaman serileri Şekil 2 de verilmiştir. Şekil 2 ye göre Isparta merkez istasyonu için 1997 yılının Temmuz ayında ve Uluborlu istasyonu için 1970 yılının Ağustos ayında en büyük kuraklık değerleri sırasıyla ve 1.82 olarak gözlenmiştir. Isparta bölgesi için beş istasyonun ortalama SYİ değerlerinin maksimum, minimum ve standart sapma değerleri 0.94, ve 0.61 dir. Tablo 3 de her bir istasyona ait kurak ve kurak olmayan ayların sayısı verilmiştir. Kurak olmayan aylar içinde normale yakın kuraklık görülen ayların sayısı diğer kuraklık kategorilerine göre daha fazladır. Tüm istasyonlar için bölgede çok şiddetli kuraklık gözlenmemektedir. 355

10 Şekil 2. Isparta bölgesinde yer alan beş istasyona ait 12 aylık SYİ zaman serileri 356

11 Tablo 3. SYİ12 için kuraklık kategorilerine ait ayların sayısı İstasyonlar Kuraklık kategorileri N K1 K2 K3 K4 Toplam kuraklık Isparta merkez Eğirdir Senirkent Uluborlu Gönen N: Kurak olmayan aylar; K1: Normale yakın kuraklık; K2: Orta şiddetli kuraklık; K3: Şiddetli kuraklık; K4: Çok şiddetli kuraklık Tablo 4 de SYİ12 için 100 yıllık bir süreçte kurak ayların görülme sayıları veya kuraklık frekansları verilmiştir. Bu sayılar denklem 2 ye göre hesaplanmıştır. N 100 = (N k / n)*100 (2) Burada N k kurak ayların sayısı, n toplam ay sayısı ve N 100 kuraklık frekansı göstermektedir. Tablo 4. SYİ12 için kuraklık görülen ayların 100 yılda görülme sayıları İstasyonlar Kuraklık kategorileri Toplam K1 K2 K3 K4 kuraklık Isparta merkez Eğirdir Senirkent Uluborlu Gönen ,2 0 59,2 Ortalama 46,6 10,8 0, ,24 K1: Normale yakın kuraklık; K2: Orta şiddetli kuraklık; K3: Şiddetli kuraklık; K4: Çok şiddetli kuraklık Tablo 4 de görüldüğü üzere, Isparta bölgesi için çok şiddetli kuraklığın 100 yılda görülme olasılığı sıfırken, şiddetli kuraklığın görülme olasılığı ise yaklaşık 0,01 dir. SYİ analizlerine göre bulunan değerler bölgenin iklim şartlarını temsil etmektedir. Normale yakın kuraklık kategorisinin görülme olasılığı oldukça yüksektir fakat Isparta bölgesi için tehlike arz etmemektedir. Türkiye için yıllık ortalama yağış yüksekliği 643 mm/m 2 dir. Bu değer 250 mm/m 2 altına düştüğü zaman kuraklık gözlenmektedir. Çalışma bölgesinde yılları arasında belirlenen kurak periyotlar için ortalama yağış yüksekliği 215,5 mm/m 2 iken kurak olmayan periyotlarda bu değer 998,7 mm/m 2 olarak hesaplanmıştır. Tüm periyot için yıllık ortalama 357

12 yağış yüksekliği 607,09 mm/m 2 bulunmuştur. Isparta bölgesi için bu değer 250 mm/m 2 altına düşmediği için şiddetli kuraklık tehlikesinin olmadığı bir kez daha görülmektedir. 5. SONUÇLAR Çalışmada, Isparta bölgesinde mevcut beş istasyonun yağış değerleri kullanılarak standartlaştırılmış yağış indeksi (SYİ) yöntemi ile kuraklık analizi yapılmıştır. SYİ yöntemi kriterleri göz önüne alındığında Isparta Bölgesi özellikle yağışlı dönemlerin ardından normale yakın kuraklık derecesinde bir kuraklık geçirmiştir. Bölgede yaz mevsimi de dahil olmak üzere çok şiddetli kuraklık sınırında bir bulguya rastlanmamıştır. Ancak istasyonlar ayrı ayrı ele alındığında, Isparta merkez ve Uluborlu istasyonları için Temmuz ve Ağustos aylarında şiddetli kuraklık görülmektedir. 6. TEŞEKKÜR Bu çalışma, TÜBİTAK tarafından desteklenmektedir. 7. KAYNAKLAR 1. Türkeş, M., Vulnerability of Turkey to Desertification With Respect to Precipitation and Aridity Conditions, Turkish Journal of Engineering and Environmental Science, 23: , Pongracz, R., Bogardi, I. and Duckstein, L., Application of Fuzzy Rule-Based Modeling Technique to Regional Drought Journal of Hydrology, 224: , Fowler, H.J. and Kilsby, J.G., A Weather-Type Approach to Analysing Water Resource Drought in The Yorkshire Region from 1881 to 1998, Journal of Hydrology, 262: , Hisdal, H. and Tallaksen, L.M., Estimation of regional meteorological and hydrological drought characteristics, Journal of Hydrology, 281: , Bonaccorso, B., Bordi, I., Cancelliere, A., Rossi, G. and Sutera, A., Spatial Variability of Drought: An Analysis of the SPI in Sicily, Water Resources Management, 17: , Sırdaş, S. ve Şen, Z., Meteorolojik Kuraklık Modellemesi ve Türkiye Uygulaması, İTÜ Dergisi, 2(2): ,

13 7. Tsakiris, G. and Vangelis, H., Towards a drought watch system based on spatial SPI, Water Resources Management, 18: 1-12, Dinpashoh, Y., Fakheri-Fard, A., Moghaddam, M., Jahanbakhsh, S. and Mirnia, M., Selection of variables for the purpose of regionalization of Iran s precipitation climate using multivariate methods, Journal of Hydrology, 297: , Paulo, A.A., Ferreira, E., Coelho, C. and Pereira, L. S., Drought class transition analysis through Markov and Loglinear models, an approach to early warning, Agricultural Water Management, 77: 59 81, Moreira, E.E., Paulo, A.A., Pereira, L.S. and Mexia, J. T., Analysis of SPI drought class transitions using loglinear models, Journal of Hydrology, in press McKee, T.B., Doesken, N.J. and Kleist, J., The Relationship of Drought Frequency and Duration to Time Scales, Eight Conference on Applied Climatology, Anaheim, California, Kömüşçü, A.Ü., Erkan, A. ve Turgu, E., Normalleştirilmiş Yağış İndeksi Metodu ile Türkiye de Kuraklık Oluşumunun Coğrafik Analizi, DMİ Genel Müdürlüğü Araştırma ve Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı Yayını, Ankara,