Standart Yağış İndeksi (SPI) Ve Normalin Yüzdesi Metodu (PNI) İle Konya Ve Çevresinin Kuraklık Analizi Bahtiyar EFE, Evren ÖZGÜR İstanbul Teknik Üniversitesi, Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi, Meteoroloji Mühendisliği Bölümü, 34469, Maslak, İstanbul efeba@itu.edu.tr; ozgurev@itu.edu.tr ÖZET Kuraklık, belli bir periyotta yağış miktarının ortalama değerlerin önemli ölçüde altına düşmesi sonucunda bitki, hayvan ve insanlar üzerinde olumsuz etkilere yol açan doğal bir olay olarak tanımlanır.atmosferik koşullar, topografik özellikler ve iklim koşulları, kuraklığa etki eden başlıca faktörler arasında yer almaktadır. Kuraklığın ekonomik, çevresel ve sosyal yönden çok sayıda olumsuz etkisi bulunmaktadır. Çeşitli iklim sınıflandırmalarına göre Konya ve çevresi ülkemizdeki kurak bölgelerin başında gelmektedir. Başlıca geçim kaynağı tarım olan ve Türkiye'nin tarımsal üretimine büyük katkıda bulunan bu bölgede kuraklığın detaylı bir biçimde incelenmesi önem taşımaktadır. Bu çalışma kapsamında, Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden alınan, 1972 ile 2013 yılları arasını kapsayan aylık toplam yağış miktarları kullanılmıştır. Kuraklığın analizinde en sık kullanılan yöntemlerden Standartlaştırılmış Yağış İndeksi (SPI) ve Normalin Yüzdesi Indeksi (PNI) ile Konya ili ve çevresinde yer alan 20 istasyona ait aylık ve yıllık kuraklık analizi yapılmıştır.yapılan analizler sonucunda SPI metoduna göre,özellikle son yıllarda çalışma alanında yer alan istasyonların genelinde Nisan ayının kurak olduğu saptanmıştır. PNI metoduna göre ise incelenen istasyonların büyük çoğunluğunda, son yıllarda Ağustos ayı başta olmak üzere yaz aylarında kuraklığın sık tekrar ettiği tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Kuraklık, Konya, SPI, PNI Drought Analysis of Konya and Surroundigs by Standardized Precipitation Index (SPI) Percent of Normal Index (PNI) ABSTRACT Drought can be described as a natural phenomenon that leads to adverse effects on plants, animals and human as a result of significant decrease in average precipitation values during a certain period. Atmospheric conditions, topographical features and climatic conditions are the major factors that influence the drought. Drought has negative effects from economic, environmental and social aspects. According to various climate classifications, Konya and the environment is one of the driest regions in our country. It is important to analyze the drought in detail in this region because agriculture is the daily bread of region and the region is one of the important agricultural regions of Turkey. In this study, the monthly rainfall data obtained from the Turkish State Meteorological Service, covering the years between 1972 and 2013 were used to analyze the drought. The most common methods in the analysis of drought Standardized Precipitation Index (SPI) and Percentage of normal index (PNI) were used to analysis the monthly and annual drought by using data for 20 stations that located around Konya. As a result of the analysis, according to SPI method, April was found to be the driest month in recent years in study area. As a result of PNI method, the drought occurs frequently on August in study area. Keywords : Drought, Konya, SPI, PNI 1
1. GİRİŞ Sıcaklık değerleri ve yağış miktarları farklı dönemlerde değişimler gösterse de, sanayileşmenin artması ile birlikte sıcaklıklarda sürekli olan artışlar ve yağış miktarlarındaki değişimler (sürekli azalma eğilimi ya da sürekli artma eğilimi) dünyanın süregelen düzenini değiştirmektedir. Yapılan çalışmalara göre, 1880 ila 2012 yılları arasında ortalama yüzey sıcaklığı 0.85 o C artmış, yüksek enlemlerde yağışlar artarken, aşağı seviye enlemlerde ise ise yağışlar azalmıştır (IPCC, 2007). Meydana gelen sıcak hava dalgası olaylarından binlerce kişi etkilenmiş, hatta bazı olaylarda ölümler meydana gelmiştir(url-1, url-2). Küresel iklim değişikliği olarak adlandırılan bu sürecin gelecekteki etkilerinin ise günümüzdeki etkilerinden daha çok zarar verici olacağı tahmin edilmektedir. Çeşitli iklim modellerine göre küresel ortalama yüzey sıcaklığının 2100 yılına kadar 1 ila 3,5 C[Türkeş, 2001], bazı araştırmacılara göre ise 1.4 C ve 5.8 C arasında artacağı tahmin edilmektedir (IPCC, 2007). Küresel ölçekte bakıldığında, dünya çapında tekdüze olmamakla beraber yağışların artması beklenmektedir. Kış aylarını kapsayan senaryoya baktığımızda Kuzey Amerika, Rusya, Baltık Bölgesi gibi yüksek enlemlere sahip bölgelerde yağışlarda %20 den fazla artış beklenmektedir. Aynı şekilde Kuzey Afrika, Hint okyanusu çevresi, Orta Amerika ve Türkiye gibi orta enlemlerdeki ülkelerde ise kış yağışlarının %20 den fazla düşmesi beklenmektedir. Yaz aylarını kapsayan senaryoya baktığımızda ise Akdeniz Havzası, Güney Afrika ve Brezilya gibi bölgelerde yağışlarda %20 den fazla azalış beklenmektedir (IPCC, 2007).Yağışlardaki bu azalma ile birlikte kuraklık artacaktır. Konya ili, tarımsal üretim açısından ülkemizin önemli bölgelerinden biridir. Türkiye nin buğday ambarı sayılır. Faal nüfûsun % 75 i tarım, hayvancılık, balıkçılık, avcılık ve ormancılıkla uğraşır. Yıllık safi gelirinin % 40 ı tarımdan elde edilir(url- 3). Su azlığı ve yağış ortalamasının azlığı dolayısıyla bölgede verim diğer tarım bölgelerine oranla zaten düşüktür (Mevlana Kalkınma Ajansı, 2012). Bu yüzden Konya bölgesinde kuraklık analizi yapılması, tarımsal üretimin değerlendirilmesi ve planlanması açısından önemlidir. Bu çalışmada Konya ve civarındaki meteoroloji istasyonlarının 1972-2013 yılları arasındaki aylık toplam yağış ve yıllık yağış verileri kullanılarak, Standart Yağış İndeksi (SPI) Ve Normalin Yüzdesi Metodu (PNI) ile kuraklık incelemesi yapılmışve son 3 yılın değerlendirilmesi çalışmada sunulmuştur. 2. VERİ VE YÖNTEM Çalışmada kullanılan istasyonlardan Konya ve Keskin hariç diğer istasyonların ölçüm periyodu 1971 2013 tür. Konya istasyonunun verileri 2006 yılına 2 kadar kullanılmıştır. Keskin istasyonunun verileri ise 1977 yılından başlamaktadır. Bu çalışmada kullanılan istasyonlarınyükseklikleri incelendiğinde 751 m. lik yükseklik değeri ile en alçak istasyonun Ereğli, 1453 m. lik yükseklik değeri ile en yüksek istasyonun Ulukışla olduğu görülmektedir. Ortalama yıllık toplam yağış değerleri incelendiğinde, 302 mm. lik ortalama yağış değeri ile en düşük değerin Ereğli istasyonuna, 754 mm.lik ortalama yağış değeri ile en yüksek değerin Seydişehir istasyonuna ait olduğu görülmektedir. Tablo 1. Çalışmada Kullanılan İstasyonlara Ait Bilgiler Adı Yükseklik (m) Yağış (mm) Ölçüm Periyodu Akşehir 1002 545 1972-2013 Beyşehir 1141 496 1972-2013 Cihanbeyli 969 325 1972-2013 Çumra 1014 327 1972-2013 Ereğli 1046 302 1972-2013 Hadim 1135 628 1972-2013 Ilgın 1036 418 1972-2013 Konya 1029 317 1972-2006 Kulu 1005 382 1972-2013 Seydişehir 1129 754 1972-2013 Yunak 1148 441 1972-2013 Niğde 1195 333 1972-2013 Ulukışla 1453 318 1972-2013 Keskin 1140 414 1977-2013 Kırıkkale 751 377 1972-2013 Çiçekdağı 900 344 1972-2013 Kaman 1075 462 1972-2013 Kırşehir 1007 378 1972-2013 Aksaray 970 342 1972-2013 Karaman 1018 323 1972-2013 2.1 STANDART YAĞIŞ İNDEKSİ (SPI) Farklı iklimlere sahip bölgelerin kuraklığını tanımlamak amacıyla yağış parametresini tek bir sayısal değere dönüştüren Standartlaştırılmış Yağış İndeksi (SPI) yöntemi ilk olarak Mckee vd. (1993) tarafından geliştirilmiştir. SPI değeri, şeklinde tanımlanır. Burada SPI, Standart yağış indeksi Xi, aktüel yağış miktarı, ortalama yağış miktarı, (1) ise standart sapmadır (McKee ve ark. 1993). SPI Metodu na göre indeks değerleri ve sınıflandırma Tablo 2 de verilmiştir.
Tablo 2. SPI değerlerine göre indeks değerleri ve sınıflandırma SPI değerleri Sınıflandırma 2 Çok şiddetli yağışlı 1.50 ~ 1.99 Çok yağışlı 1.00 ~ 1.49 Orta şiddetli yağışlı 0.99 ~ 0 Normal 0 ~ -0.99 Normale yakın kuraklık -1.00 ~ -1.49 Orta şiddetli kuraklık -1.50 ~ -1.99 Şiddetli kuraklık - 2 Çok şiddetli kuraklık SPI değerleri dikkate alınarak yapılan bir kuraklık değerlendirmesinde indeksin sürekli olarak negatif olduğu zaman periyodu kurak dönem olarak tanımlanır. İndeksin sıfırın altına ilk düştüğü dönem kuraklığın başlangıcı olarak kabul edilirken, indeksin pozitif değere yükseldiği ay kuraklığın bitimi olarak değerlendirilir (McKee ve ark. 1993). 2.2 NORMALİN YÜZDESİ İNDEKSİ (PNI) Normalin yüzdesi indeksi (PNI), esas olarak belirlenen zaman dilimi içinde yağış miktarının ortalamasına bölünmesiyle yüzdelik halinde elde edilir. PNI nın hesaplanmasında yağışın 12 ay ve daha az periyotları da kullanılabilir (Willeke ve ark. 1994). PNI değeri, eşitliğiyle verilir. Burada PNI, Normalin yüzdesi indeksi Xi, aktüel yağış miktarı (2), ortalama yağış miktarıdır (Willeke ve ark. 1994). PNI değerleri dikkate alınarak yapılan bir kuraklık değerlendirmesinde indeksin sürekli olarak eşikten küçük olduğu zaman periyodu kurak dönem olarak tanımlanır. Eşiğin altına ilk düştüğü değer kuraklığın başlangıcı olarak kabul edilirken indeksin eşikten yükseldiği değer ise kuraklığın bitimi olarak değerlendirilir. Bu yöntemle kuraklık şiddeti, Tablo 3 te görüldüğü gibi kategorilere göre sınıflandırılır. Tablo 3. Farklı periyotlar için PNI değerlerine göre sınıflandırma PERİYO T NORMA L VE ÜZERİ (Risk Yok) 1 >%75 3 >%75 HAFİF KURAK (İzleme ye Başla) %65 %75 %65 %75 ORTA ŞİDDET TE KURAK ŞİDDET Lİ KURAK (Acil (Uyarı) Durum) %55 %65 <%55 %55 %65 <%55 3 6 >%80 >%83, 9 5 12 >%85 3. SONUÇLAR %70 %80 %73,5 %83,5 %75 %85 %60 %70 <%60 %63,5 %73,5 <%63,5 %65 %75 <%65 Sonuçlar, her iki indeks için önce yıllık olarak değerlendirilmiştir. Daha sonra da Nisan ve Ağustos ayları için değerlendirme yapılmıştır. 3.1 STANDART YAĞIŞ İNDEKSİ SONUÇLARI 3.1.1 YILLIK DEĞERLENDİRME Çalışmada kullanılan istasyonların 1972 2013 yılları arasındaki bütün yıllar için SPI değerleri hesaplanmıştır ve son 3 yıla ait SPI değerleri Tablo 4. te verilmiştir. Tablo 4. İstasyonların son 3 yıla ait SPI değerleri Akşehir -0,89-0,89-1,50 Beyşehir -0,45 2,19-0,67 Cihanbeyli 1,17 0,01-1,65 Çumra 0,57-0,66-1,64 Ereğli 1,48 0,99-0,30 Hadim 1,22-0,28-2,49 Ilgın 0,05-1,42-1,01 Konya -0,54-0,91-0,47 Kulu -0,32-1,03-1,98 Seydişehir 0,55 0,86-1,06 Yunak 0,04-0,67-2,33 Niğde 1,82 0,78-0,33 Ulukışla 1,16-1,43-0,02 Keskin -0,41-0,11-1,05 Kırıkkale 0,16 1,08-1,01 Çiçekdağı 0,87-1,59-1,91 Kaman 1,25-0,21 0,48 Kırşehir -0,19 1,57-1,60 Aksaray 0,35 1,15-0,88 Karaman 0,30-0,30-1,51 SPI Metodunun yıllık olarak sonuçları incelendiğinde, Kaman hariç bütün istasyonların 2013 yılında kurak olduğu görülmektedir. Cihanbeyli, Çumra, Kulu, Çiçekdağı, Kırşehir ve Karaman da şiddetli kuraklık görülürken Hadim ve Yunakta çok şiddetli kuraklık görülmektedir. Kaman ise normal bir yıl geçirmiştir. 2012 yılına baktığımızda Beyşehir çok şiddetli yağışlı bir yıl geçirmişken, Çiçekdağı nda ise şiddetli kuraklık görülmüştür. 2011 yılında istasyonların geneli itibariyle 2012 ve 2013 e nazaran normale yakın bir yıl olmuştur. Akşehir, Beyşehir, Konya, Kulu, Keskin ve Kırşehir de
normale yakın kuraklık görülürken, Niğde ise yıl çok yağışlı geçmiştir. 3.1.2 AYLIK DEĞERLENDİRME Çalışma aralığındaki bütün aylar için her yıla ait SPI değerleri hesaplanmıştır. Çalışmada ise bütün istasyonlar için sadece Nisan ve Ağustos ayının son 3 yıla ait SPI değerleri incelenecektir (Tablo 5 ve Tablo 6). Tablo 5. Nisan ayı için son 3 yıla ait SPI değerleri Akşehir -0,89-1,51-0,65 Beyşehir -0,11-0,38-0,28 Cihanbeyli -0,38-1,48 0,03 Çumra 0,25-1,09 0,71 Ereğli 0,45-1,40 1,45 Hadim 2,82-0,51-0,66 Ilgın -0,63-1,46-0,30 Konya 0,07-0,33 0,65 Kulu -0,41-1,45-0,42 Seydişehir 0,60 0,49 0,68 Yunak -1,19-1,35-0,99 Niğde 0,74-1,56 0,34 Ulukışla 0,70-1,86 1,58 Keskin -0,15-1,18-0,39 Kırıkkale -0,60-0,45-0,20 Çiçekdağı -0,32-1,90-0,38 Kaman 0,10-1,70-0,77 Kırşehir -1,09-1,35-0,10 Aksaray -0,12-1,81-0,75 Karaman 0,22-0,97 1,26 Nisan 2013 SPI sonuçları değerlendirildiğinde Ereğli nin orta şiddetli yağışlı, Ulukışla nın çok yağışlı diğer yerlerin ise normal ya da normale yakın kurak olduğu görülmektedir. 2012 yılı Nisan ayı için SPI değerleri Seydişehir in normal olduğunu gösterirken, diğer istasyonların kurak olduğunu göstermektedir. Akşehir, Kaman, Aksaray ve Çiçekdağı nda 2013 Nisan ayında şiddetli kuraklık görülmüştür. 2011 yılının Nisan ayında Yunak ve Kırşehir de orta şiddette kuraklık, Hadim de aşırı şiddette yağış görülürken, diğer istasyonlar normaldir ya da normale yakın kuraklık görülmüştür. Tablo 6. Ağustos ayı için son 3 yıla ait SPI değerleri Akşehir -0.50-0.79 0.66 Beyşehir -0.86-0.30 0.03 Cihanbeyli -0.91 0.10-0.81 Çumra -0.88-0.71-1.02 Ereğli -0.14-0.54-0.65 Hadim -0.75-0.64 0.13 Ilgın -0.80-1.02 0.19 Konya 1.84-0.80-0.81 Kulu -0.71-0.62-0.32 Seydişehir -0.82-0.84-0.81 Yunak -0.57-0.69-0.51 Niğde 0.07-0.28-0.55 Ulukışla -0.64 0.23 0.12 Keskin -0.42 0.44-0.57 Kırıkkale 0.63-0.39-0.49 Çiçekdağı 0.11-0.16-0.55 Kaman -0.51-0.36-0.33 Kırşehir -0.55-0.65-0.63 Aksaray 0.27-0.27-0.11 Karaman -0.68 0.10-0.68 Son 3 yılın Ağustos ayı verileri SPI metodu ile değerlendirildiğinde bütün istasyonların normal ya da normale yakın kuraklık değerlerine sahip olduğu görülmektedir. 3.2 NORMALİN YÜZDESİ İNDEKSİ SONUÇLARI 3.2.1 YILLIK DEĞERLENDİRME Çalışmada kullanılan istasyonların son 3 yıla ait PNI değerleri Tablo 7 da verilmiştir. Tablo 7. İstasyonların son 3 yıla ait PNI değerleri Akşehir 84 84 73 Beyşehir 92 140 88 Cihanbeyli 125 100 64 Çumra 113 85 62 Ereğli 129 119 94 Hadim 125 94 49 Ilgın 101 73 81 Konya 87 79 89 Kulu 93 79 59 Seydişehir 112 118 77 Yunak 101 86 51 Niğde 139 116 93 Ulukışla 123 71 100 Keskin 94 98 84 Kırıkkale 104 126 76 Çiçekdağı 119 66 59 Kaman 123 96 109 Kırşehir 96 132 67 Aksaray 108 125 81 Karaman 106 94 68 PNI metodunun yıllık olarak sonuçları incelendiğinde, SPI metodunun aksine 2013 yılı değerlerinin tekdüze olmadığını görmekteyiz. SPI değerlerine göre Hadim, Çiçekdağı, Yunak, Kulu, Çumra ve Cihanbeyli şiddetli kurak bir yıl geçirmişken Beyşehir, Erreğli, Konya, Niğde, Ulukışla ve Kaman ise kuraklık açısından hiçbir risk içermemiştir. 2012 yılına baktığımızda;ilgın, Ulukışla ve Çiçekdağı nın şiddetli kuraklığa maruz kaldığını, Akşehir, Konya ve Kulu nun ise orta şiddette kuraklığa maruz kaldığını görmekteyiz. 4
PNI değerleri 2011 yılı için incelendiğinde, bütün istasyonların kuraklık açısından bir risk içermediği görülmüştür. 3.2.2 AYLIK DEĞERLENDİRME Çalışma aralığındaki bütün aylar için her yıla ait PNI değerleri hesaplanmıştır. Çalışmada ise bütün istasyonlar için sadece Nisan ve Ağustos ayının son 3 yıla ait PNI sonuçları değerlendirilecektir(tablo 8 ve Tablo 9). Tablo 8. Nisan ayı için son 3 yıla ait PNI değerleri Akşehir 49 14 63 Beyşehir 93 77 83 Cihanbeyli 77 12 102 Çumra 118 23 150 Ereğli 127 16 187 Hadim 255 72 63 Ilgın 65 18 83 Konya 104 81 137 Kulu 77 17 76 Seydişehir 134 128 139 Yunak 36 27 47 Niğde 133 29 116 Ulukışla 135 8 179 Keskin 91 33 78 Kırıkkale 68 76 89 Çiçekdağı 84 9 82 Kaman 105 17 63 Kırşehir 52 42 95 Aksaray 95 21 67 Karaman 115 35 184 Nisan 2013 PNI sonuçları değerlendirildiğinde Yunak ın şiddetli kurak, Akşehir, Hadim ve Kaman ın orta şiddette kurak, Aksaray ın hafif şiddette kurak olduğu görülmektedir. Diğer istasyonlar kuraklık açısından bir riske maruz kalmamışlardır. 2012 yılı Nisan ayı için PNI değerleri Seydişehir, Beyşehir, Konya ve Kırıkkkale nin risksiz bir ay geçirdiğini, Hadim in hafif kurak olduğunu, diğer istasyonların ise şiddetli kurak olduğunu göstermektedir. 2011 yılı Nisan ayında PNI değerlerine göre Kırşehir, Konya ve Akşehir de şiddetli kuraklık görülürken diğer istasyonlarda kuraklık görülmemiştir. Tablo 9. Ağustos ayı için son 3 yıla ait PNI değerleri Akşehir 23 123 39 Beyşehir 9 68 103 Cihanbeyli 3 110 14 Çumra 16 33 3 Ereğli 78 17 0 Hadim 0 15 117 Ilgın 22 0 119 5 Konya 328 2 0 Kulu 12 23 61 Seydişehir 5 3 7 Yunak 18 0 27 Niğde 113 49 2 Ulukışla 17 130 115 Keskin 31 172 5 Kırıkkale 183 49 36 Çiçekdağı 121 72 0 Kaman 0 30 35 Kırşehir 15 0 3 Aksaray 158 41 76 Karaman 0 115 0 PNI metoduna göre 2013 yılı değerlendirildiğinde Aksaray, Ulukışla, Ilgın, Hadim ve Beyşehir in kuraklık açısından bir risk taşımadığı görülmüştür. Kulu nun orta şiddetli bir kuraklık yaşadığı, diğer istasyonlarda şiddetli kuraklık görülmüştür. 2012 yılı incelendiğinde ise, Akşehir, Cihanbeyli, Ulukışla, Keskin ve Karaman ın risksiz bir yıl geçirdiği, Çiçekdağı ve Beyşehir in hafif şiddette kuraklık yaşadığı, diğer istasyonlarda ise şiddetli kuraklık değeri tespit edilmiştir. 2011 yılında ise Ereğli, Konya, Niğde, Kırıkkale, Çiçekdağı ve Aksaray risksiz bir yıl geçirirken, diğer istasyonların hepsi şiddetrli kuraklık yaşamıştır. 4. TEŞEKKÜR Yazarlar çalışmada kullanılan veriler için Meteoroloji Genel Müdürlüğü nün ilgili birimine teşekkür ederler. 5. KAYNAKLAR IPCC, 2007: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2007: The PhysicalScience Basis.Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. McKee, T. B., N. J. Doesken, and J. Kleist, 1993: The relationship of drought frequency and duration of time scales. Eighth Conference on Applied Climatology, American Meteorological Society, Jan17-23, 1993, Anaheim CA, pp.179-186. Mevlana Kalkınma Ajansı, 2012, 10. Kalkınma Planı Ve BGUS Hazırlıkları Kapsamında TR52 Bölgesi İçin Kalkınma Öncelikleri Ve Stratejileri Genel Ekonomik Eğilimler Bülteni, Konya. Türkeş, M. 2001. Hava, iklim, şiddetli hava olayları ve küresel ısınma. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü 2000 Yılı Seminerleri, Teknik Sunumlar, Seminerler Dizisi: 1: 187-205, Ankara.
url-1 http://www.amerikaninsesi.com/content/sicakhava-dalgasi-tahmininde-sicakgelisme/1780749.html<ulaşım : 13.08.14> url-2 http://www.ntvmsnbc.com/id/24998660/<ulaşı m : 13.08.14> url-3 http://www.cografya.gen.tr/tr/konya/ekonomi.html <ulaşım 13.082014> Willeke, G., J. R. M. Hosking, J. R. Wallis, and N. B. Guttman, 1994: The National Drought Atlas, Institute for Water Resources Report 94 NDS 4, U. S. Army Corps of Engineers. 6