Batı Karadeniz bölümünde sıcaklık ve yağış verilerinin trend analizi
Trend analysis of temperature and precipitation data in Western Black Sea region of Turkey
Yazar: AYÇA YILMAZ
Danışman: PROF. DR. MÜCAHİT COŞKUN
Karabük Üniversitesi / Sosyal Bilimler Enstitüsü / Coğrafya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Coğrafya = Geography
Dizin: Batı Karadeniz bölgesi = West Black Sea region ; Jeomorfolojik özellikler = Geomorphological properties ; Sıcaklık = Temperature ; Trend analizi = Trend analysis ; Yağışlar = Rainfall ; İklim = Climate ; İklim koşulları = Climatic conditions ; İklim özellikleri = Climate properties

Özet:
Yeryüzü şekilleri, toprak ve bitki örtüsünün oluşumu ile insan faaliyetleri üzerinde iklim faktörünün oldukça belirleyici ve sınırlandırıcı etkileri bulunmaktadır. Bu nedenle; iklim elemanlarında zaman içerisinde meydana gelen değişim ve eğilimlerin belirlenmesi, değişim ve eğilimin yönü ve boyutunun tespit edilmesi son derece önemlidir. 
İklimde zaman içerisinde meydana gelen olumlu ve olumsuz yöndeki değişim ve eğilimlerin ortaya konulması, ekstrem koşullara rastlanılması durumunda alınması gereken tedbirlerin erkenden fark edilmesini kolaylaştırmaktadır. Bununla birlikte iklim ile ilgili uygulanan ya da uygulanılması düşünülen politika ve planların ne derecede uygun olduğunun belirlenmesi ve yeni politikalar ile planların oluşturulmasında da iklimsel değişim ve eğilim analizleri yol gösterici bir nitelik göstermektedir. İklimdeki değişim ve eğilim en belirgin olarak sıcaklık ve yağış değerleri ile analiz edilebilmektedir. Buna bağlı olarak Batı Karadeniz Bölümü sınırları içerisinde yer alan ve gerekli nitelikleri taşıyan meteorolojik istasyonlara ait ortalama, ortalama maksimum ve ortalama minimum sıcaklıklar ile ortalama toplam yağış değerleri üzerinde trend analizlerini gerçekleştirmek ve tespit edilen eğilimlerin hangi yön ve boyutta olduğunu ortaya koymak araştırmanın amacını oluşturmuştur. Trend analizlerine yönelik birçok bilimsel çalışma mevcut olmakla birlikte, trend analizlerini Batı Karadeniz Bölümü dahilinde ele alan bir çalışma daha önce yapılmamıştır. Bu durumdan hareketle yapılan araştırmadan elde edilen sonuçların alan yazınına önemli katkılar yapacağı düşünülmektedir.
Batı Karadeniz Bölümü'nün genel itibariyle 1975-2014 yıllarını içeren sıcaklık ve yağış değerlerinde eğilimlerin hangi yön ve boyutta gerçekleştiğini ortaya koymak için çeşitli istatistiki yöntemlerden yararlanılmıştır. İstasyonların tercihinde en az 30 yıllık kesintisiz veri setine sahip olması dikkate alınmıştır. Gerekli niteliğe sahip meteorolojik istasyonlara (Akçakoca, Amasra, Bartın, Bolu, Bozkurt, Cide, Devrek, Devrekani, Düzce, Eskipazar, İnebolu, Karabük, Kastamonu, Sinop, Tosya ve Zonguldak) ait sıcaklık ve yağış verilerine öncelikle tanımlayıcı istatistikler ile normal dağılım testi uygulanmıştır. Bunun akabinde varyansların homojenliği Kruskal Wallis H testi ile incelenmiş ve sonrasında ise sıcaklık ve yağış verileri üzerinde Mann-Kendall ve Spearman Rho trend analizleri, Basit Lineer regresyon analizi, Mann-Kendall mertebe korelasyon testi ile Sen'in trend eğim testi uygulanmıştır. Araştırmanın kartografik malzemelerinin hazırlanmasında ise ArcGIS 10.3 paket programı kullanılmıştır.
Mann-Kendall ve Spearman'ın Rho trend analizlerinden elde edilen sonuçlar istasyonların çoğunluğunda ortalama, maksimum ve minimum sıcaklık değerlerinde %95 düzeyinde anlamlı artış eğiliminin olduğunu ortaya koymuştur.  Bu analizler ile artış eğiliminin en kuvvetli gerçekleştiği istasyonlar; ortalama ve ortalama minimum sıcaklıklarda Bolu ve ortalama maksimum sıcaklıklarda ise sırasıyla Devrek ve Akçakoca olarak belirlenmiştir. Buna rağmen yağış verilerine uygulanan trend analizleri anlamlı olmayan bir eğilime işaret etmekte olup, bu eğilimin daha çok azalan yönde gerçekleştiği belirlenmiştir. Basit lineer regresyon analiziyle oluşturulan modeller sıcaklık değerleri için kuvvetli artış eğiliminin varlığını sergilemekteyken; yağış değerleri için önemli bir değişimin söz konusu olmadığını ortaya koymaktadır. Basit lineer regresyon analizinden elde edilen sonuçlara göre ortalama, ortalama maksimum ve ortalama minimum sıcaklıklar açısından en yüksek artış eğilimi Sinop istasyonunda görülmektedir. Sen'in trend eğim testine göre ise sıcaklık değerlerinde genel itibariyle belirgin olmayan artış ve yağış değerlerinde ise belirgin azalış eğiliminin varlığı söz konusudur. 
Batı Karadeniz Bölümü'nde genel itibariyle sıcaklık değerlerinde anlamlı ve artış yönünde, yağış değerlerinde ise anlamlı olmayan ve azalış yönünde kendini gösteren trend varlığı, ileride meydana getirebileceği olumsuz etkiler düşünülerek beraberinde birtakım önlemler almayı gerektirmektedir. Trend analizlerinden elde edilen sonuçların doğru değerlendirilmesiyle amaca uygun olarak plan ve politikalar oluşturulabilir ve bunların uygulanmasıyla da istenilen sonuçlar elde edilebilir.
Anahtar Kelimeler: Sıcaklık, Yağış, Trend Analizi, Kruskal-Wallis, Mann-Kendall, Spearman Rho, Sen Trend Eğim Testi, Klimatik İstatistik, Batı Karadeniz, İklim, Coğrafya.

Abstract:
There are definite and restrictive effects of climate factor on landscape forms, soil and vegetation generation and human activities. Therefore, the change happening in the climate elements in time and defining of inclinations, the direction and the size of change and inclination is extremely important.
Defining both positive and negative changes and inclinations happening in climate in time makes the precautions taken in advance if encountered with extreme conditions. Furthermore, climatic changes and inclination analysis have a prominent feature in generating to what extent applied and to be applied politics and plans are appropriate. The change and inclination in climate can be best analyzed by temperature and precipitation values. So that, the average belonging to the meteorological stations which are in Western Black Sea Region and have the required qualities, to make trend analysis on average maximum and average minimum temperatures and average total precipitation values and to reveal the direction and size of inclinations detected generates the aim of the study.  Although there are a lot of scientific researches about trend analysis, a study which comprises the trend analysis in the Western Black Sea Region has not been done before. That's why it is thought that the results acquired at the end of this study will contribute a lot to the literature. 
A variety of statistical methods are employed in order to reveal to what direction and size the temperature and precipitation inclinations happened in general between the years 1975 and 2014. In the choice of the stations the criterion that at least the stations have a non-stop data set is benefited. First of all, Kruskal-Wallis H test analysis and then Mann-Kendall and Spearman Rho trend analysis, linear regression analysis, Mann-Kendall level correlation test and Sen's trend slope test are applied to the meteorological stations which have the required data (Akçakoca, Amasra, Bartin, Bolu, Bozkurt, Cide, Devrek, Devrekani, Düzce, Eskipazar, İnebolu, Karabük, Kastamonu, Sinop, Toya and Zonguldak) namely the temperature and precipitation data. In preparing the cartographic contents of the research ArcGIS 10.3 packet programme is employed. 
The results obtained from Mann-Kendall and Spearman's Rho trend analysis have revealed that there is a meaningful increase with %95 level in average maximum and minimum temperatures in most of the stations. According to these analyses it is found out that the stations in which increment tendency happened with the highest frequency and average and average minimum temperatures is Bolu and the average maximum temperatures are found found in Devrek and Akçakoca stations respectively. In spite of this fact it has also been discovered that the trend analyses which have been applied to precipitation data indicate a meaningless inclination and this inclination happened in a decreasing direction.  The models which have been created by linear regression analyses on the one hand demonstrate a strong increase inclination for temperature values on the other hand they reveal that there is not a significant change for precipitation data. According to the results obtained from linear regression analyses average, the highest increase inclination is observed in Sinop meteorological station in average maximum and average minimum temperatures. According to Sen's trend slope test, it can be said that generally there is an indefinite increase in temperature values and definite decrease inclination in precipitation data. 
In general, the existence of trend which demonstrates meaningful increase in temperatures and meaningless decrease in precipitations in Western Black Sea Region require people to take some precautions while considering possible negative effects in the future. With the true evaluation of the results obtained from trend analyses, expedient plans and politics can be generated and with the employment of them intended results can be acquired.

Key Words: Temperature, Precipitation, Trend analysis, Kruskal- Wallis, Mann-Kendall, Spearman Rho, Sen Trend Slope Test, Climatic Statistics, Western Black Sea Region, Climate, Geography.