Türkiye'de orman yangınlarının güneş lekeleri ile olası  ilişkisinin araştırılması
Investigation of possible relation of forest fires with sunspots in Türkiye
Yazar: NEZİHA ANĞINOĞLU
Danışman: PROF. DR. MURAT UTKUCU
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Afet Yönetimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering

Özet:
Ormanlar, iklim değişikliğinin etkilerini hafifletmesi ve afetlere karşı insanoğlunun bazı temel kaynaklarını ve geçimini sağlaması açısından önemlidir. Ancak, uygunsuz arazi kullanımı ve iklim değişikliğiyle bağlantılı daha kuru hava koşulları nedeniyle orman yangınları daha şiddetli ve yaygın hale gelmektedir. Bu çalışmada Türkiye'de son yıllarda gündeme gelen orman yangınlarının, Güneş'in fotosfer tabakasında gözlenen doğal olaylardan biri olan Güneş lekeleri ile oluşumların döngüsel davranışı arasında bir ilişkisi olup olmadığı araştırılmaktadır. Bu amaçla 1937-2021 yılları arasındaki dönemde Türkiye'de rapor edilen orman yangınları ile gözlemlenen Güneş lekesi sayıları hem grafiksel karşılaştırma hem de istatistiksel hesaplamalarla ilişkilendirilmiştir. Yıllık orman yangını sayıları ve orman yangınlarından etkilenen orman alanlarının yıllık sayıları, Tarım ve Orman Bakanlığı Orman Genel Müdürlüğü'nden alınmakta ve yayınlanmış literatürden de faydalanılmaktadır. Karşılaştırmalarda kullanılan Güneş lekesi sayıları, Dünya Veri Merkezi Güneş Lekesi Endeksi'nden ve Belçika Kraliyet Gözlemevi'nin Uzun Vadeli Güneş Gözlemleri (WDC-SILSO) Güneş Etkileri Veri Analiz Merkezi raporlarından alınmıştır.  
Orman yangınlarının sayıları ve etki alanları öncelikle 1945-2021 dönemine ait yıllık temelde Güneş lekesi sayılarıyla karşılaştırılmıştır. Bu zaman periyodu, o yıldaki yaygın olarak bilinen 11 yıllık Güneş lekeleri döngüsünden biri olarak 1945 yılından başlamaktadır. Bu karşılaştırmada Güneş lekesi sayılarının yıllık ortalamaları kullanılmıştır. Korelasyonun negatif (-0,0374) olması, yıllık orman yangını sayıları ile yıllık ortalama Güneş lekesi sayıları arasında uyum olmadığı anlamına gelmektedir. Bu nedenle yıllık temelde orman yangınlarının etki alanları aynı dönemdeki Güneş lekesi sayılarının yıllık ortalaması ile karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma biraz daha iyi bir korelasyon ve korelasyon katsayısı 0.227 ile sonuçlanmıştır. Pozitif korelasyon nedeniyle, Güneş lekesi sayısının yıllık ortalamasındaki değişim ile yangınlardan etkilenen orman alanları arasındaki ilişki daha detaylı araştırılmıştır. 1945 ve 2021 yıllarında orman yangınlarının etki alanlarında olağanüstü artışlar yaşandığı görülmektedir. 1945'de başlayan döngüden sonraki 11 yıllık Güneş lekesi döngüsü başladığından, 1955 öncesi veriler hariç tutularak bir karşılaştırma yapılmış ve korelasyon katsayısı 0,278 bulunmuştur. Aynı yaklaşım kullanılarak, 2019 yılından itibaren başlayan Güneş lekesi döngüsü hariç tutulmakta ve 1945 ile 2019 yılları arasındaki zaman dilimi için bir karşılaştırma yapılarak 0.277 korelasyon katsayısı elde edilmiştir. 1955 öncesi ve 2019 yılları sonrası başlayan Güneş lekesi döngülerinin hariç tutulduğu ve döngü boyunca toplam Güneş lekesi sayıları ile orman yangını etki alanlarının kullanıldığı bir korelasyon denemesi de uygulanmıştır. Bu kez 0.971 korelasyon katsayısı ile güçlü bir korelasyon elde edilmiştir. Başka bir deyişle, 1955-2019 yılları arasında döngü boyu toplam Güneş lekesi sayısı ile yangınlardan etkilenen orman alanları arasında yakın bir uyum olduğu hesaplanmıştır. 
Orman yangınları ile Güneş lekesi sayıları arasında yıllık temelde herhangi bir ilişkinin bulunmadığı ve orman yangını etki alanları ile Güneş lekesi sayıları yıllık temelde karşılaştırıldığında ise zayıf bir ilişkinin olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca, 1955-2019 yılları arasındaki zaman dilimi için Güneş lekesi döngü süresi boyunca Güneş lekelerinin yıllık ortalamalarının toplamları ile orman yangını etki alanları toplamları karşılaştırılmasında güçlü bir korelasyon olduğu sonucuna varılmıştır. Yıllık temeldeki verilerin karşılaştırması iyi bir korelasyon vermezken 11 yıllık Güneş lekeleri döngüleri süresince verilerin toplamlarının karşılaştırması iyi bir korelasyon vermektedir. Bu durum Güneş lekelerinin döngüsel davranışının etkisini düşündürmektedir. 1955 öncesi ve 2019 sonrası korelasyonun azalması insan kaynaklı nedenlerin bir işareti olarak düşünülmüştür.

Abstract:
Many tree communities, together with all the living creatures within them, can be defined as forests. Forests are an important natural resource for the natural order and all living things. People and other living species benefit from forests in many areas. For example, forests support some of humanity's basic resources and provide employment. It provides shelter and nutrition for the settlements within it. It provides benefits to oxygen needs by cleaning dirty air.
Forests play a major role in maintaining the order of nature. In other words, forests help weather events occur according to seasonal norms. It reduces damage that may occur due to adverse weather conditions. It reduces possible disaster risks in sloping lands. It alleviates the damage of disasters such as avalanches, landslides and floods. They reduce the negative effects of hotter, drier weather associated with climate change.
Forests are needed always and everywhere. However, forests are damaged or completely destroyed for many reasons. Forest fires are one of the biggest dangers to forests. A severe forest fire can kill or destroy all trees, plants and animals living in that area. Forest fires can spread rapidly due to many reasons including wind. Uncontrollable fires can spread to residential areas. These fires can kill many people and damage buildings. Such fires can be considered catastrophic as they can cause great losses.   
There are three types of forest fires. These are soil fire, cover fire and hill fire. A soil fire is a fire that occurs when the dry layer of soil burns. Cover fire is a fire caused by the burning of grass, branches and grass on the soil. Hill fire can also be defined as the complete burning of trees in the forest. Hill fire is the most dangerous type of fire for forest areas.
Türkiye has a rich forest area on its fertile soil due to its geographical location, four seasons, sufficient rainfall and sufficient temperature. There is a total of 23,110,000 hectares of forest area in Türkiye. The most forested areas in Türkiye are in the Black Sea, Mediterranean and Aegean regions. Especially hot and dry summer months pose a fire danger for forest areas in the Mediterranean and Aegean Regions. For this reason, the Mediterranean and Aegean Regions are risky areas for forest fires.
When we look at forest fire records in Türkiye, it can be seen that a significant amount of fire causes damage to forest areas every year. This shows that one of the most common disasters in Türkiye is forest fire. In other words, it indicates that forest fire disasters should be given more importance in Türkiye. A forest fire can cause huge losses. There are examples of this in Türkiye. There was a huge fire in Türkiye in 2021. This fire burned 139503 hectares of forest. This fire broke out in the summer and spread rapidly in different cities in Türkiye at the same time. At the same time, this fire killed many animals and damaged many buildings.
Meteorological conditions, topography, atmospheric pressure, temperature and humidity affect the formation and growth of forest fires. However, the causes of fires, which are a major threat to forests, can be divided into two main groups. The first of these two reasons is poor land management, and the second is hotter, drier weather conditions due to climate change. Poor land management is related to people. Uncontrolled use of forests by people can cause fires. Human-caused forest fires can occur due to carelessness or intentionally. 
Many reasons negatively affect the Earth's climate and therefore the Earth's atmospheric layer is also affected. Climate change is causing hotter and drier weather on Earth. Warmer, drier weather can contribute to wildfires. Events affecting the climate can be investigated to find the natural causes of this increase in forest fires. Many researchers think sunspots are linked to climate.
Sunspots, which are thought to be an important climate parameter, are naturally observed in the photosphere layer of the Sun. The sun rotates faster at the equator and slower at the poles. This rotational motion is called differential rotational motion. As the Sun moves in differential rotation, the magnetic fields compress and intensify. Sunspots are formed by compressed and concentrated magnetic fields radiating towards the surface. 
Sunspots are black spots observed in the photosphere layer of the Sun. The diameter of a sunspot can range from 1000 km to 45000 km. Sunspots form and disappear at certain periods. In this cycle, their numbers may increase from minimum numbers to maximum numbers and decrease again. 
The number of sunspots has been observed for many years and statistically recorded. Today, observations of sunspots are carried out by the World Data Center Sunspot Index and Long-term Solar Observations (WDC-SILSO) reports Solar Influences Data Analysis Center of Royal Observatory of Belgium.
In this study, whether forest fires, which have recently been on the agenda in Türkiye, have a relationship with Sunspots or not is investigated. For this purpose, the reported forest fires in Turkiye with the observed sunspots numbers are correlated through graphical comparisons and statistical calculations for the time period between 1937 and 2021.
The numbers of annual forest fires and the forest area affected by the forest fires annually, which are taken from General Directorate of Forestry of Ministry of Agriculture and Forestry and published literature as well, are utilized. The numbers of Sunspots are used in the comparisons are taken from WDC-SILSO.
First of all, the numbers of forest fires and sunspots are compared on an annual basis. Numbers and impact areas of the forest fires are firstly compared with the sunspots numbers in yearly basis for the time period 1945-2021. Start of the time period is taken as 1945 becouse one of the broadly known 11 years cycle of sunspots initiated in that year. The annual means of the Sunspot numbers are used. The correlation is calculated as negative (-0,0374), meaning that no harmony is exist between the annual numbers of the forest fires and the annual average of the sunspot numbers. In other words, the annual numbers of fires and sunspots shows that there is no direct connection. 
Comparison of the area affected by the forest fires and sunspots is carried out in a similar way. The annual forest fire impact areas and sunspot data are compared. This comparison yielded a correlation coefficient of 0.227, indicating no direct relationship. Since there is no direct relationship between the data of forest fires and sunspots on an annual basis, further investigations are carried out.
It is clear that the amounts of forest areas burned in 1945 and 2021 have reached extraordinary levels. These years are remarkable. The forest fire impact areas increased extraordinary for those years. This imposes the idea that extraordinary areas of forest burned in 1945 and 2021 may have reduced the correlation between the forest fires and sunspot numbers. As the next 11 year-long sunspot cycle starts after the cycle starting in 1955, a comparison is done by excluding the data before 1955, resulting in a correlation coefficient of 0.278. 
Using the same approach, the sunspot cycle starting from 2019 is excluded and a comparison for the time period between 1945 and 2019 is carried out, resulting in a correlation coefficient of 0,277. 
A correlation trial by excluding the sunspot cycles before 1955 and after 2019 and using cycle-long total of sunspot numbers and forest fire impact areas is also implemented. This time, a strong correlation is achieved with a correlation coefficient of 0.971. In other words, there is a close harmony between cycle-long total numbers of sunspots and summed impacts of the forest fires between 1955 and 2019. 
It is concluded that there is no correlation between the forest fires and sunspots numbers and a weak correlation for the comparison of the forest fire impact areas with the sunspots numbers in yearly basis. 
It is further concluded that there is a strong correlation for the comparison of the summed numbers of the sunspot numbers with the forest fire impact areas in yearly basis for the time period between 1955 and 2019. That is the summed numbers of sunspots within a sunspot cycle rather than their yearly numbers correlate well with the forest fires impact areas, suggesting effect of the cycling behaviour of the sunspots. The correlation decreases when the data before 1955 and after 2019 are included in the comparison. Extreme numbers of forest fires recorded before 1955 and after 2019 seems to affect the correlation. These extraordinary fires are classified as the man-made fires rather than the fires resulted from natural causes.