El Nino ve La Nina olaylarının Türkiye'deki nehir akımları ve yağış değerleri üzerindeki etkileri

ÖZET Doktora Tezi EL NİNO VE LA NİNA OLAYLARININ TÜRKİYE'DEKİ NEHİR AKIMLARI VE YAĞIŞ DEĞERLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ M. Çağatay KARABÖRK Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman : Doç. Dr. Ercan KAHYA 2000, 110 Sayfa Jüri : Prof. Dr. A. Ünal Sorman Prof. Dr. Tülay Özbek Doç. Dr. Nizamettin Çiftçi Doç. Dr. Ercan Kahya Doç. Dr. Ali Berktay Dünyanın pek çok yerinde görülen iklim değişikleri, Tropikal Pasifik Okyanusu'nda ortaya çıkan ve Güney Salınımı'nın ekstrem fazlarını oluşturan El Nino ve La Nina olayları ile ilişkilidir. El Nino ve La Nina ilişkili iklim değişiklikleri ile bunların yağış ve akım paternleri üzerindeki etkileri ağırlıklı olarak 1980'li yılların başından itibaren yapılan global ve bölgesel ölçekli pek çok çalışma ile ortaya konulmuştur. Bununla beraber, adı geçen olayların Türkiye'nin yağış ve akım paternleri üzerindeki etkileri açıklığa kavuşturulmuş değildir. Bu çalışmada, 76 akım gözlem istasyonunda ölçülen aylık ortalama akım değerleri ve 94 istasyonda ölçülen aylık toplam yağış değerleri kullanılmak suretiyle El Nino ve La Nina olaylarının Türkiye'nin yağış ve akım paternleri üzerindeki etkileri detaylı olarak incelenmiş ve bu etkilerin şiddetleri, fazlan ve coğrafik uzanımları belirlenmiştir. İstasyonların 24 aylık El Nino ve La Nina kompozitlerine uygulanan birinci harmonikler söz konusu olaylara bu hidrometeorolojik parametrelerin tepkisi olarak kabul edilmiştir. Birinci harmoniklerin haritada vektörel gösterimi ile aday bölgeler belirlenmiş, daha sonra bu bölgelerdeki El Nino ve La Nina sinyallerinin kararlılık analizi yapılarak El Nino ve La Nina olaylarına tepki veren kararlı bölgeler ortaya konulmuştur. Güney Salınımı'nın eksrem fazlarının kararlı bölgelerdeki yağış ve akım serileri ile olan ilişkisinin istatistiksel önemi hipergeometrik dağılımla belirlenmiştir. Bu analizlerin sonucunda, hem yağış hem de akım değerleri için, ülkenin doğu ve batısında El Nino ilişkili ıslak sezonlara sahip bölgeler belirlenmiştir. La Nina olayları içinse ülkenin sadece doğusunda La Nina ilişkili kurak sezona sahip bölgeler belirlenmiştir. El Nino ilişkili kararlı bölgelerin modüler yıllık ve sezonluk yağış ve akım serileri üzerinde gerçekleştirilen spektral analiz sonucu El Nino ilişkili sayılan periyotlardaki harmonikler önemli bulunmuş ve bu durumun çalışmadaki diğer bulguları desteklediği sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler : El Nino, La Nina, ENSO, yağış, nehir akımı, Güney Salımmı, iklim değişikliği, harmonik analiz, spektral analiz. m ABSTRACT PhD Thesis INFLUENCES OF EL NINO AND LA NINA EVENTS ON STREAMFLOW AND PRECIPITATION PATTERNS IN TURKEY M. Çağatay KARABÖRK Selçuk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Civil Engineering Supervisor : Assoc. Prof. Dr. Ercan KAHYA 2000, 110 Pages Jury : Prof. Dr. A. Ünal Sorman Prof. Dr. Tülay Özbek Assoc. Prof. Dr. Nizamettin Çiftçi Assoc. Prof. Dr. Ercan Kahya Assoc. Prof. Dr. Ali Berktay Temporal climatic anomalies which are observed throughout the world are in relation with El Nino and La Nina events, the extreme phases of Southern Oscillation, originally appearing in equatorial Pacific Ocean. El Nino and La Nina events related temporal climatic variations and their impacts on precipitation and streamflow patterns have been fairly documented with a great number of global and regional scale studies especially since early 1980's. Nevertheless, the effects of these extreme events on Turkey's precipitation and streamflow patterns have not been revealed yet. In this study, by using monthly mean streamflows from 76 stramflow gauging stations and monthly precipitation totals from 94 gauging stations, the influences of El Nino and La Nina events on Turkey's precipitation and streamflow patterns have been examined in detail and thus the magnitudes, phases and geographic extents of these atmospheric forcings were determined. The first harmonics extracted from 24 months composites of stations were assumed to be the responses of the hydrometeorological parameters to El Nino and La Nina events. The candidate regions were identified by the vectorial display of these harmonics on a map and then coherent regions were determined by analyzing the temporal coherence of El Nino and La Nina related signals. The statistical significance of the relationships between precipitation and streamflow anomalies and the extreme phases of Southern Oscillation were quantified by a hypergeometric distribution model. As the results of these analyses, for El Nino events two regions which are separately located in the east and west part of Turkey were identified having El Nino related wet seasons for both precipitation and streamflow anomalies. For La Nina events, only one region located in eastern Turkey having a consistent La Nina related dry season was found out for both precipitation and streamflow anomalies. Modular time series of coherent regions were subjected to spectral analysis and some harmonics with El Nino related periods were considered statistically significant and to be an extra confirmation. Keywords : El Nino, La Nina, ENSO, precipitation, streamflow, Southern Oscillation, climatic variability, harmonic analysis, spectral analysis. iv 110