Yüzey, 850, 700 ve 500 hpa basınç seviyelerinde sıcaklık ile nem parametrelerinin karşılaştırmalı trend analizi: Türkiye örneği
Comparative trend analysis of temperature and humidity parameters at surface, 850, 700 and 500 hpa pressure levels: Case of Turkey
Yazar: SIRACETTİN GÖZALAN
Danışman: PROF. DR. MÜCAHİT COŞKUN
Karabük Üniversitesi / Sosyal Bilimler Enstitüsü / Coğrafya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Coğrafya = Geography
Dizin: Atmosfer = Atmosphere ; Coğrafya = Geography ; Klimatoloji = Climatology ; Nem = Moisture ; Nem oranı = Humidity ; Sıcaklık = Temperature ; Trend analizi = Trend analysis ; Türkiye = Turkey

Özet:
Yeryüzünde meydana gelen bir birçok atmosferik olayı kontrol eden asıl mekanizma üst atmosferdir. İklim elemanlarında zaman içerisinde meydana gelen değişim ve eğilimlerin belirlenmesi için üst atmosfer parametreleri dikkate alınarak, değişim ile eğilimin yönü ve boyutunun tespit edilmesi son derece önemlidir. 
Araştırmanın konu kapsamı, ''Yüzey, 850, 750 ve 500 hPa basınç değerlerinde sıcaklık ile nem parametrelerinin karşılaştırılmalı trend analizi: Türkiye örneği'' olarak belirlenmiştir. Bu bağlamda Türkiye'de ravinsonde rasat ölçümü yapan, Samsun, İstanbul, Ankara, İzmir, Isparta, Diyarbakır, Adana, Erzurum ve Kayseri istasyonları incelenmiştir. Trend analizinin yapılabilmesi için verilerin en az 30 yıllık ölçümlerin olması gerekmektedir. Bu nedenle, Erzurum ve Kayseri istasyonları bu kriterlere uymadığından çalışmaya dâhil edilememiştir.
Araştırmaya dahil edilen istasyonların yüzey, 850, 700 ve 500 hPa sıcaklık ile bağıl nem verilerinin 46 yıl içerisinde trend gösterip göstermediği saptanarak var olan trendlerin yönü, boyutu ve şiddetini belirlemek çalışmanın amacını oluşturmaktadır.
Üst atmosfer parametleri dikkate alınarak yapılan bu çalışma Türkiye literatüründe coğrafya alanında bir ilk olmasından dolayı ilerde yapılacak olan coğrafya, meteoroloji ve diğer alanlardaki çalışmalara katkıda bulunacağı düşünülmektedir.
1971-2017 yılları kapsamında ölçülen 46 yıllık kesintisiz verilere sahip olan ravinsonde ve yüzey istasyonları için gerekli veriler Karabük (Kapullu) Meteoroloji Müdürlüğü'nden temin edilmiştir. Meteoroloji Genel Müdürlüğünden ise ortalama sıcaklık ve ortalama nem verisi elde edilmiştir. Ortalama maksimum ve ortalama minimum değerlerin ölçümleri yapılmadığından dolayı çalışmaya ekstrem maksimum ve minimum değerler üzerinden devam edilmiştir. 
İklim ve diğer verilerin düzenlenmesi ve verilere ait tablo, grafik ve şekillerin oluşturulmasında Microsoft Excel 2016 ve IBM SPSS 23 programı kullanılmıştır. Haritaların yapımında ArcGIS 10.3 GIS (Geography Information System)  programından faydalanılmıştır. Trend ve diğer istatistiki analizlerin gerçekleştirilmesinde Trend Analysis for Windows adlı yazılım ve IBM SPSS 23 programından yararlanılmıştır.  Çalışma kapsamında kullanılan istatistiki yöntemlerde verilerin öncelikle tanımlayıcı istatistikleri yapılmıştır. Bunun akabinde Kolmogorov-Smirnov testi ile normallik dağılımları yapılarak verilerin normal dağılmadığı görülmüştür. 4 farklı yükseklik seviyesine ait sıcaklık ve nem verilerinin aralarındaki farkın belirlenmesi için Kruskal-Wallis H testi yapıldıktan sonra korelasyon analizi için Spearman Rho yöntemi kullanılarak aralarındaki ilişki saptanmıştır. 46 yıllık sıcaklık ve nem verilerinin trend analizleri için Mann-Kendall, Spearman Rho ve Sen testi ile tren yönleri belirlenmiştir. 
Mann-Kendall ve Spearman'ın Rho trend analiz sonuçlarına bakıldığında yıllık ortalama sıcaklıklarda Samsun, İstanbul, Ankara, İzmir, Isparta ve Adana istasyonlarında pozitif yönde ısınma görülerken; Diyarbakır istasyonun da trend saptanamamıştır. En kuvvetli trend ise Isparta ve Ankara istasyonunun olduğu görülmektedir. 
Yıllık ortalama sıcaklıklarda yüzeyde Samsun, İstanbul, Ankara, İzmir, Isparta ve Adana'da pozitif trend görülürken Diyarbakır'da bir trend söz konusu değildir. 
850 hPa'da Samsun, İstanbul, Ankara, İzmir, Diyarbakır ve Adana'da pozitif trend varken Isparta'da bir trend bulunmamaktadır. 
700 hPa'da Samsun, İstanbul, İzmir, Isparta, Diyarbakır'da pozitif trend görülürken iken Ankara'da istasyonunda bir trend saptanamamıştır. 
500 hPa'da Ankara, İzmir, Isparta istasyonlarında pozitif eğilim belirlenmiştir. Samsun, İstanbul ve Diyarbakır'da trend görülmemektedir. Adana istasyonunda ise negatif yönde trend saptanmıştır. 
Mevsimlik düzeyde yüzey ortalama sıcaklık değerlerine bakıldığında yaz mevsiminde yüzeydeki tüm istasyonlarda genel bir ısınmanın olduğu görülmektedir. ilkbahar mevsiminde, İstanbul ve Diyarbakır'da trend görülmezken; geriye kalan tüm istasyonlarda ısınma söz konusudur. Sonbaharda Diyarbakır ve Adana'da da bir trend görülmezken; diğer istasyonlarda pozitif yönde trend saptanmıştır. Kış mevsiminde Isparta, Samsun ve Ankara istasyonlarında pozitif yönde trend görülürken diğer istasyonlarda trend söz konusu değildir. 
Mevsimlik bazda 850 hPa ortalama sıcaklık değerlerine bakıldığında yaz mevsiminde sadece Isparta istasyonunda trend görülmemiştir. İlkbahar mevsiminde Diyarbakır istasyonunda ısınma görülürken; diğer istasyonlarda trend söz konusu değildir. Sonbahar mevsiminde Ankara, İzmir, Diyarbakır ve Adana istasyonlarında pozitif trend görülmekte iken diğer istasyonlarda trend yoktur. Kış mevsiminde Ankara, İzmir, Diyarbakır ve Adana istasyonlarında pozitif yönde trend olduğu görülmektedir.
 700 hPa'da ortalama sıcaklıklarda Samsun ve İstanbul istasyonlarında yıllık, yaz ve sonbaharda; Ankara ve İzmir'de yıllık ve dört mevsimde, Isparta'da yıllık ve yaz; Diyarbakır'da yıllık, ilkbahar, yaz ve sonbaharda, Adana istasyonunda ise sadece yazın pozitif (artan) trend görülürken, diğer mevsimlerde bir eğilim yoktur.
500 hPa'da ortalama sıcaklıklarda Samsun'da sadece yazın; Ankara'da yıllık, yaz, sonbahar ve kış; İzmir ve Isparta'da yıllık, ilkbahar, yaz, sonbahar ve kış sıcaklıklarında pozitif yönde trend görülmektedir. Adana'da ise yıllık, ilkbahar, sonbahar ve kış sıcaklıklarda negatif (azalan) yönde trend bulunmaktadır. Diyarbakır ve İstanbul'da ise yıllık ve 4 mevsimde eğilim yoktur.

Abstract:
The main mechanism that controls many atmospheric events on Earth is the upper atmosphere. It is extremely important to determine the direction and size of the trend by taking into account the upper atmosphere parameters for determining the changes and trends that occur in the climate elements over time. 
The scope of the research topic is has been determined as "surface temperature and moisture parameters of 850, 750 and 500 hPa pressure values in comparison trend analysis: A Case of Turkey". In this context, Samsun, Istanbul, Ankara, Izmir, Isparta, Diyarbakır, Adana, Erzurum and Kayseri stations in Turkey are studied which perform observer measurements. In order to perform trend analysis, the data must have at least 30 years of measurements. Therefore, Erzurum and Kayseri stations did not meet these criteria and could not be included in the study.
The surface of the stations included in the survey, 850, 700 and 500 hPa temperature and relative humidity data shows trends in 46 years by determining the direction, size and intensity of the existing trends aims to determine.
Considering the upper atmosphere parameters, this study is the first in the field of geography in Turkish academic literature and it is thought that it will contribute to the studies in the geography, Meteorology and other fields to be carried out in the future.
Rawinsonde and surface stations with 46 years of uninterrupted data measured during years 1971-2017 were determined and required data were obtained from Karabük (Kapulu) Meteorological Directorate. Average temperature and average humidity data were obtained from the General Directorate of Meteorology. 
Since the mean maximum and mean minimum values were not measured, the study continued over the extreme maximum and minimum values. Microsoft Excel 2016 and IBM SPSS 23 were used to organize climate and other data and to create tables, charts and figures of data. ArcGIS 10.3 GIS (Geographic Information System) program was used in the construction of maps. Trend Analysis for Windows software and IBM SPSS 23 software were used to perform trend analysis and other statistical analyses. In the statistical methods used in the scope of the study, the descriptive statistics of the data were first made. After this, it was observed that the data were not distributed normally by using Kolmogorov-Smirnov test. The correlation analysis was performed using Spearman Rho method to determine the difference between the temperature and humidity data of 4 different elevation levels. For Trend Analysis of 46-year temperature and humidity data, Mann-Kendall, Spearman Rho and SEN Test train directions were determined.
Mann-Kendall and Spearman's Rho trend analysis results show positive warming at Samsun, Istanbul, Ankara, Izmir, Isparta and Adana stations at annual average temperatures. The strongest trend is the Isparta and Ankara station. 
The annual average temperature is positive in Samsun, Istanbul, Ankara, Izmir, Isparta and Adana, while there is no trend in Diyarbakir. 
In 850 hPa, there is a positive trend in Samsun, Istanbul, Ankara, Izmir, Diyarbakır and Adana, but there is no trend in Isparta.
While a positive trend is observed in Samsun, Istanbul, Izmir, Isparta and Diyarbakir in 700 hPa, there is no trend at Ankara station. 
Positive trend was detected at 500 hPa stations in Ankara, Izmir and Isparta. There is no trend in Samsun, Istanbul and Diyarbakir. In Adana station, a negative trend was detected.
It is observed that there is a general warming in all stations on the surface during the summer season when looking at the average temperature values at the seasonal level. On the other hand, there was no trend in Istanbul and Diyarbakir during the spring season, while the rest of the stations were warm.  Positive trend was observed in other stations in autumn while no trend was observed in Diyarbakır and Adana. In winter, there is a positive trend in Isparta, Samsun and Ankara stations, while there is no trend in other stations.
The average temperatures at 700 hPa are annual, summer and autumn in Samsun and Istanbul stations; annual and summer in Ankara and Izmir, annual and summer in Isparta, annual and summer in Diyarbakir, summer and autumn in Adana stations, and summer and summer are positive (increasing) trends in Ankara and Izmir stations, while there is no trend in other seasons.
At average temperatures of 500 hPa, only in Samsun; annual, summer, autumn and winter in Ankara; annual, spring, summer, autumn and winter temperatures in Izmir and Isparta has shown positive trends. In Adana, there is a trend in the negative direction at annual, spring, autumn and winter temperatures. In Diyarbakır and Istanbul, there is no trend in all seasons of the year.