Türkiye için gözleme ve modele dayalı yağış veri kümelerinin kapsamlı bir değerlendirmesi

Abstract

Yağış, farklı birçok sektör ve disiplindeki araştırmalar ve çalışmalarda sıklıkla ihtiyaç duyulan iklim parametrelerinden biridir. Ancak mekansal değişkenliğinin yüksek olması ve süreksizliği nedeni ile tahmin edilmesi oldukça güçtür. Bu yüzden, Dünya'da farklı yöntemler ile oluşturulmuş birçok veri kümeleri bulunmakta ve oluşturulmaya ve geliştirilmeye devam edilmektedir. Türkiye'nin sınırlarını kapsayan gridlenmiş çeşitli küresel ve bölgesel yağış veri kümeleri bulunmaktadır, fakat bu veri kümeleri arasında kullanılan istasyon sayısı, çözünürlük ve kullanılan interpolasyon teknikleri vb. nedenlerden dolayı farklılıklar vardır. Bu çalışmanın öncelikli amacı; bu veri kümelerinin karmaşık bir topoğrafyaya sahip olan Türkiye'nin yağışının zamansal ve mekansal dağılımını ne kadar iyi temsil ettiği hakkında fikir sahibi olmaktır. Bu gridlenmiş veri kümeleri, istasyon ve uydu ölçümlerinden elde edilmiş verileri, yeniden-analiz verilerini ve iklim modelleri ile oluşturulmuş verileri içermektedir. Çalışmada veri kümeleri mekansal, mevsimsel ve istatiksel olarak karşılaştırılmıştır. Referans veri kümeleri olarak gözlem veri kümelerinin ortalaması kullanılmıştır. Veri kümelerinin zamansal dağılımı göz önünde bulundurularak 1961-1990 ve 1998-2007 dönemi olmak üzere iki farklı dönem analiz edilmiştir. Ayrıca çalışmada Türkiye iklim özelliklerine göre Karadeniz, Akdeniz ve Doğu Anadolu olmak üzere üç bölgeye ayrılmış ve istatiksel analiz sırasında bu bölgeler için de veri kümeleri incelenmiştir. Türkiye haritaları ile her bir veri kümesinin Türkiye için yağış dağılımı incelenmiştir. Dönem ortalamaları tablosu ile veri kümeleri büyüklük açısından karşılaştırılmıştır. Türkiye fark haritaları kullanılarak refereans veri kümeleri ile aralarındaki farklar gözlenmiştir. Mevsimsel analizler de ise, her iki dönem için mevsimlik ortalamalar karşılaştırılmış ve aylık dağılım grafikleri ile aralarındaki farklara bakılmıştır. İstatiksel analiz için Taylor Diyagramı kullanılmıştır ve veri kümelerinin referans veri kümesi ile olan uyumu incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre sıklıkla kullanılan veri kümeleri arasında dikkate değer farklılıklar gözlenmiştir. Türkiye için gözlem veri kümeleri dağılım ve büyüklük açısından model ve yeniden-analiz veri kümelerine göre daha iyi sonuçlar vermiştir. Model, yeniden-analiz ve uydu veri kümeleri gözlem veri kümelerine göre büyüklük olarak daha yüksek değerler göstermişlerdir. Özellikle yeterli sıklıkta istasyon ağı bulunmayan dağlık bölgelerde model veri kümeleri gözlem veri kümeleri arasındaki fark daha fazladır. Buna en iyi örnek; Doğu Karadeniz bölgesidir. Mevsimsel olarak incelendiğinde veri kümeleri arasındaki farkların kış ve bahar aylarında artmaktadır. Genel olarak bakıldığında, referans veri kümesi olarak kullanılan ENSEMBLE veri kümesine en yakın tahminde bulunan veri seti çalışmada TR_STA_GRIDDED olarak isimlendirilen Türkiye istasyon veri kümesidir.

Precipitation, a crucial climate parameter, is in high demand for the research and operational activities in many different sectors as well as disciplines. However, the very high spatial variation and discontinuity in time makes prediction of precipitation very difficult. Various gridded global and regional precipitation data sets are available, but they have discrepancies resulting primarily from the differences in the number of stations and interpolation techniques used to create them. The primary objective of this research is to gain insight into how consistently these datasets represent the temporal and spatial distribution of precipitation in Turkey, which has a quite complex topography. The gridded datasets include those obtained from station and satellite measurements and those produced by reanalysis and climate models In this study, data sets are compared as spatially, seasonally and statistically. Ensemble mean of observation data sets is used as reference. Data sets are separated in two different periods considering their temporal availability as 1961-1990 and 1998-2007. All the analyses have been conducted according to these periods. In addition, statistical analyses have been performed for three regions named as Karadeniz, Akdeniz and Doğu Anadolu which are separated pursuant to climatologic dispersion of Turkey. Turkey maps for all data sets are used to illustrate the precipitation distribution. Spatial divergences are shown by maps extracting reference from the other data sets. Turkey avarega precipitation of data sets are compared within table for two periods. Seasonality is analyzed with seasonal mean table and monthly graph of all data sets. To understand the longitudinal and latitudinal differences, cross-section analysis has been carried out. Finally, Taylor Diagram is used for statistical analysis and agreements of data sets with reference data are examined. The preliminary results indicate that there is substantial differences between all type of data sets. The discrepancy amongst data sets is larger in the northern and eastern parts of the country that are more mountainous. In addition, the discrepancy is usually large in the winter and spring months. The model and reanalysis data sets have a tendency to produce higher precipitation values than the observations. The major spatial difference between the model and observation-based datasets takes place in the mountainous areas lacking an adequately dense station network. The most outstanding example is the northeastern Black Sea region. All of the analysis results that the most concurrent data set with the reference is the distributed station data named as TR_STA_GRIDDED.