A Downscaling Application for Local Meteorological Variables of Eastern Black Sea Basin and Scenario Based Predictions


Creative Commons License

Nacar S., Kankal M., Okkan U.

TEKNIK DERGI/TECHNICAL JOURNAL OF TURKISH CHAMBER OF CIVIL ENGINEERS, vol.709, pp.12877-12911, 2022 (SCI-Expanded)

Abstract

İklim değişikliği konusu çevresel, ekonomik ve sosyal etkileri nedeniyle dünya çapında tartışılan en önemli sorunlardan biri haline gelmiştir. İklim değişikliği etkisinin büyüklüğünün belirlenmesi ve olası uyum çalışmaları için en önemli iklim değişkenlerinden olan sıcaklık ve yağışın, gelecek dönemlerdeki değişimlerinin belirlenmesi gerekmektedir. Bu amaçla genel dolaşım modellerinin (GDM) kaba çözünürlüklü senaryo çıktıları kullanılmaktadır. Bu çıktıların düşük çözünürlüğe sahip olması bölgesel ölçekteki iklim değişikliği etkilerinin belirlenmesinde doğrudan kullanımlarını kısıtlamaktadır. Bölgesel ölçekteki değişimlerin belirlenebilmesi için GDM çıktılarının uygun bir ölçeğe indirgenmesi gerekmektedir. Bu çalışmada Türkiye’nin en önemli hidrolojik havzalarından biri olan Doğu Karadeniz Havzası’nda (DKH) iklim değişikliğinin aylık toplam yağış ve aylık ortalama sıcaklık değişkenleri üzerindeki olası etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla GFDL-ESM2M GDM modelinin iyimser (RCP4.5) ve kötümser (RCP8.5) senaryolarına ait düşük çözünürlüklü çıktıları Çok Değişkenli Uyarlanabilir Regresyon Eğrileri (ÇDURE) ve klasik regresyon analizi yöntemleri kullanılarak bölgesel ölçeğe indirgenmiştir. Yöntemlerin ölçek indirgeme başarılarının karşılaştırılabilmesi için çeşitli performans istatistikleri kullanılmış ve en yüksek performansı veren yöntem bu istatistiklere göre seçilmiştir. Çalışma kapsamında DKH içinde ve çevresinde yer alan 12 adet meteoroloji istasyonuna ait gelecek dönem (2021-2050, 2051-2080, 2081-2100) aylık ortalama sıcaklık ve aylık toplam yağış değerleri en iyi performans gösteren ÇDURE tabanlı modeller kullanılarak iki farklı senaryo için elde edilmiştir. Elde edilen senaryo verilerine ayrıca Mann-Kendall eğilim analizi uygulanmıştır. Sonuçlar DKH’nın karasal iklim karakteristiğine sahip güney bölümünde (Bayburt, Gümüşhane, Suşehri ve Şebinkarahisar istasyonları) gelecek dönem 2021-2050 periyodunda sıcaklık değerlerinde RCP4.5 senaryosuna göre ortalama 1,0 °C, RCP8.5’e göre ise ortalama 1,5 °C artış beklendiğini göstermektedir. Bunun yanında Rize, Pazar ve Hopa istasyonlarının yer aldığı kıyı şeridinde sıcaklık değerlerinde 2,5 °C’ye varan artışlar öngörülmektedir. Uzun süreli yağış ortalaması değerlerinde ise havza genelinde her iki senaryoya göre düşüş beklenmektedir. 2051-2080 ve 2081-2100 dönemlerinde ise sıcaklık ve yağış değerlerinde beklenen değişimlerin 2021-2050 dönemine kıyasla daha fazla olacağı öngörülmektedir. Eğilim analizi sonuçlarına göre sıcaklık ve yağış için RCP4.5 senaryosuna göre gelecek dönemlerde %5 anlamlılık düzeyinde herhangi bir eğilim beklenmezken RCP8.5 senaryosuna göre sıcaklık için artış, yağış için düşüş eğilimleri tespit edilmiştir.