Variability and trends in the duration of extreme temperatures of Turkey (1950-2017)

Year 2018, Volume: 27 Issue: 2, 135 - 148, 24.12.2018

Ecmel Erlat , Hakan Güler

Abstract

In
this study, by using daily temperature observations of 77 stations, the changes
and trends in the duration of the extreme temperatures during the period
1950-2017 are examined. Extreme events were defined using two temperature
indices proposed by the Commission for Climatology/Climate Variability and
Predictability Project’s Expert Team on Climate Change Detection, Monitoring
and Indices. Selected indices are the Cold Spell Duration Index (annual
count of days with at least 6 consecutive days when TN>10^th
percentile) and the Warm Spell
Duration Index (annual count of days with at least 6 consecutive days
when TX> 90^th percentile). For the study period, the results of the linear trend indicated that
cold spell duration tended to decrease in 67 stations, 28 of which were
statistically significant. Linear trend analysis of nationally averaged time
series showed that the CSDI has the decrease rate of -0.71 days per decade over
the study period. The largest decreasing trend ranges were found in stations at
Southeastern Anatolia and Mediterranean regions. The longest annual number of
cold periods in Turkey in the first half of 1950’s, while the shortest cold
periods have been observed in recent years, as was the case in 2010. Linear
trend analysis of nationally averaged time series showed that Warm Spell
Duration Index is mostly characterized with a generally increasing trend (+2.4
days per decade) for the entire period of 68 years. A statistically significant
increasing trend for WSDI is detected at 76 stations, 45 of which are at the
0.01 significance level. In the last 68 years, the most significant increase in
the annual warm spell duration is observed in the Mediterranean and the Black
Sea regions. Examination of anomalies in time-series of WSDI of Turkey reveal
that the annual warm spell duration was characterized with a strong positive
trend after 1993, and particularly during the years of 2010, 2012 and 2016
which anomalies exceeded +3σ at many stations of Turkey. It would be worth
noting that the summer of 2010 was the longest one in Turkey that exhibited the
highest positive anomalies (+7.8σ) in the annual warm spell duration over the
whole study period beginning from 1950 to 2017. 

Keywords

Cold spell duration index, the warm spell duration index, climate change and variability, Turkey

TÜRKİYE’DE SICAKLIK EKSTREMLERİNİN SÜRELERİNDE GÖZLENEN DEĞİŞİM VE EĞİLİMLER (1950-2017)

Abstract

Bu çalışmada 77 meteoroloji/klimatoloji
istasyonunun günlük maksimum ve minimum sıcaklık gözlemleri kullanılarak
1950-2017 döneminde ekstrem sıcaklıkların etkili oldukları sürelerinde
(uzunluğunda) gözlenen değişim ve eğilimler incelenmiştir. Bu amaçla İklim
Değişikliği Tespiti, İzleme ve İndisler Konusunda Klimatoloji Uzman Ekibi
(ETCCDMI) tarafından önerilen 27 indisten ekstrem sıcaklıkların süreleri
(uzunluğu) ile ilgili olan Soğuk Dönem Süresi (en az 6 ardışık gün boyunca
günlük minimum sıcaklığın 10. persantilin altında olduğu gün sayısı) ile Sıcak
Dönem Süresi İndisi (en az 6 ardışık gün boyunca günlük aksimum sıcaklığın 90.
persantilin üzerinde olduğu gün sayısı) seçilmiştir. Analiz sonuçları,
1950-2017 döneminde yıllık soğuk dönem süresinin 28’inde istatistiki olarak
anlamlı olmak üzere 67 istasyonda azalma eğiliminde olduğunu göstermiştir.
Türkiye ortalamasına göre soğuk dönem süresindeki azalma her on yıl için – 0.71
gündür. Yıllık soğuk dönem süresinde en belirgin azalma eğilimi Güneydoğu
Anadolu ve Akdeniz bölgelerinde görülmektedir. 1956, 1950 ve 1953 yılları olmak
üzere Türkiye’deki en uzun soğuk dönem süreleri 1950’li yılların ilk yarısında
gözlenmiştir. Buna karşılık soğuk dönem süresi 1998 yılından 2017 yılına kadar
olan dönemde belirgin şekilde kısalarak, referans dönemi ortalamasının altında
kalmıştır. Türkiye’de 1950-2017 döneminde sıcak dönem süresi uzama eğilimi
(+2.4 gün/on yıl) göstermiştir. 76 istasyonda gözlenen artış eğilimi, 61
istasyonda istatistiki olarak anlamlıdır. Son 68 yılda yıllık sıcak dönem
süresinde en belirgin artma eğilimi Akdeniz ve Karadeniz bölgelerinde
görülmektedir. 1950-1992 yılları arasındaki dönemde sıcak dönem süreleri
genellikle referans dönemi ortalamasının altındadır. 1993 yılından sonra
belirgin şekilde uzayan sıcak dönem süreleri, son 25 yılda kesintisiz pozitif
anomali göstermiştir. Türkiye’de ortalama 6.7 gün olan sıcak dönem süresinin
49.6 güne ulaştığı 2010, son 68 yıl içinde sıcak dönem süresi açısından en
dikkat çekici yıldır.

Keywords

Soğuk dönem süresi indisi, sıcak dönem süresi indisi, iklim değişimi ve değişkenliği, Türkiye

References

• Alexander, L. V. 2006. Global observed changes in daily climate extremes of temperature and precipitation, Journal of Geophysical Research, 111, D05109, doi:10.1029/2005JD006290.
• Della-Marta, P. M., Haylock M. R., Luterbacher J., Wanner H. 2007. Doubled length of western European summer heat waves since 1880, Journal of Geophysical Research, 112, D15103, doi: 10.1029/2007JD008510.
• Demirtaş, M. 2017. High impact heat waves over the Euro-Mediterranean region and Turkey - in concert with atmospheric blocking and large dynamical and physical anomalies. Anadolu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi A- Uygulamalı Bilimler ve Mühendislik, 18 (1), 97 – 114.
• Dizerens, C., Lenggenhager S., Schwander, M., Buck A., Foffa S. 2017. The 1956 Cold Wave in Western Europe. In: Brönnimann, S. (Ed.) Historical Weather Extremes in Reanalyses. Geographica Bernensia G92, p. 101-111, DOI: 10.4480/GB2017.G92.09
• Donat, M. G., Alexander, L. V., Yang, H., Durre, I., Vose, R., Dunn, R. J. H., Willett, K. M., Aguilar, E., Brunet, M., Caesar, J., Hewitson, B., Jack, C., Klein Tank, A. M. G., Kruger, A. C., Marengo, J., Peterson, T. C., Renom, M., Oria Rojas, C., Rusticucci, M., Salinger, J., Elrayah, A. S., Sekele, S. S., Srivastava, A. K., Trewin, B., Villarroel, C., Vincent, L. A., Zhai, P., Zhang, X., Kitching, S. 2013. Updated analyses of temperature and precipitation extreme indices since the beginning of the twentieth century: The HadEX2 dataset, Journal of Geophysical Research, 118, 2098-2118.
• Erlat, E., Türkeş, M. 2015 (a). Türkiye rekor maksimum ve minimum hava sıcaklıklarının frekanslarında 1950-2014 döneminde gözlenen değişmeler ve atmosfer koşullarıyla bağlantıları. Ege Coğrafya Dergisi, 24(2), 29-55.
• Erlat, E., Türkeş, M. 2015 (b). 20. Yüzyılın İkinci Yarısında Tropikal Kuşakta Gerçekleşen Volkanik Püskürmelerin Türkiye'de Yaz Hava Sıcaklıklarına Etkisi. Ege Coğrafya Dergisi, 24(1),1-14.
• IPCC. 2012. Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation. A Special Report of Working Groups I and II of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Field, C.B., et al., (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 582 pp.
• Kug, J. S., Jeong, J.H., Jang, Y.S., Kim, B.M., Folland, C.K., Min, S.K., Son, S.W. 2015. Two distinct influences of Arctic warming on cold winters over North America and East Asia. Nature Geoscience, 8, 759–62.
• Morabito, M., Crisci, A., Messeri, A., Messeri, G., Betti, G., Orlandini, S., Raschi, A., Maracchi, G. 2017. Increasing Heatwave Hazards in the Southeastern European Union Capitals. Atmosphere 8, 115; doi:10.3390/atmos8070115.
• Peterson, T.C., Folland, C., Gruza, G., Hogg, W., Mokssit, A., Plummer, N. (2001). Report on the Activities of the Working Group on Climate Change Detection and Related Reporters 1998-2001. WMO, Rep. WCDMP-47, WMO-TD 1071, Geneve, Switzerland, 143 s.
• Saaroni, H., Bitan, A., Alpert, P., Ziv, B. 1996. Continental polar outbreaks into the Levant and eastern Mediterranean. International Journal of Climatology, 16, 1175–1191.
• Screen, J. A., Simmonds, I. 2014. Amplified mid-latitude planetary waves favour particular regional weather extremes. Nature Climate Change, 4(8), 704-709.
• Şensoy, S., Demircan, M., Alan, Ü. 2008. Trends in Turkey climate extrme indices from 1971 to 2004. IV. Atmosfer Bilimleri Sempozyumu (25-28 Mart 2008) Bildiri Kitabı 453-460.
• Spinoni,,J., Lakatos, M., Szentimrey, T., Bihari, Z.,. Szalai, S., Vogta, J., Antofiea, T. 2015. Heat and cold waves trends in the Carpathian Region from 1961 to 2010. International Journal of Climatolology, 35, 4197–4209.
• Ünal, Y.S., Tan, E., Menteş, S.S. 2013. Summer heat wave over western Turkey between 1965 and 2006. Theoretical and Applied Climatology, 112 (1–2), 339–350.
• World Meteorological Organization. 2014. Atlas of Mortality and Economic Losses from Weather, Climate and Water Extremes (1970–2012). WMO-No. 1123. ISBN 978-92-63-11123-4.
• Zhang, X., Yang, F. 2004. RClimDex (1.0) User Guide. Climate Research Branch Environment Canada. Downsview (Ontario, Canada), 22s.
• http://etccdi.pacificclimate.org