Geri Dön

Tarımsal meteorolojik açıdan iklim değişikliğinden kaynaklanan risklerin analizi: Karacabey örneği

Agricultural meteorological analysis of risks caused by climate change: A case study in Karacabey

PDF İndir

  1. Tez No: 949175
  2. Yazar: YAĞMUR SILA KILIÇ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. LEVENT ŞAYLAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Meteoroloji, Ziraat, Meteorology, Agriculture
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İklim Bilimi ve Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Atmosfer Bilimleri Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 103

Özet

Artan sıcaklık değerleri ve değişen yağış rejimleri ile ekstrem hava olaylarında artış beklenmektedir. Bu aşırı hava olaylarının üstü açık bir fabrika gibi çalışan tarımsal üretim üzerindeki etkileri kaçınılmazdır. Gelecekte yaşanabilecek sıcak hava dalgaları, kuraklık, sel ve taşkınlar gibi aşırı olayların sıklığı ve şiddetini önceden bilmek tarımsal faaliyetlerin planlanması, bitki ekim-hasat takvimlerinin düzenlenmesi, sulama stratejilerinin geliştirilmesi açısından çok büyük önem taşımaktadır. İklim senaryoları, gelecek dönemlerde yaşanması olası olan durumları tanımlayarak bu tür önlemler alınmasına imkan sağlar. Senaryolar ile gelecekte yaşanması muhtemel olaylar tanımlanır. Bu çalışmada Max Plank Meteoroloji Enstitüsü tarafından geliştirilmiş MPI-ESM-MR küresel dolaşım modeli RCP4.5 ve RCP8.5 senaryoları kullanılmıştır. Reanaliz verileri ile hata düzeltmesi yapılarak 1990-2100 yıllarına ait günlük maksimum ve minimum sıcaklık ile yağış miktarı verileri elde edilmiştir. Bu veriler, ETCCDI tarafından tanımlanan iklim indisleri aracılığıyla detaylı biçimde incelenmiştir. RCP4.5 ve RCP8.5 senaryolarına göre yapılan değerlendirmeler, özellikle sıcaklık, yağış ve kuraklık eğilimlerindeki değişikliklerin tarımsal üretimi nasıl etkileyeceğini ortaya koymaktadır. Görece iyimser ve kötümser senaryolar ile iklimin yakın, orta ve uzak gelecekteki değişimleri hesaplanmıştır. İndisler sıcaklık, kuraklık ve yağış kategorilerinde incelenmiştir. Yağış miktarlarındaki değişim kadar yağış şiddetindeki değişim de önemlidir bu sebeple çalışmada iklim ekstrem indisleri hesaplanarak analiz yapılmıştır. Tarımsal üretim açısından özellikle Karacabey'de üretilen domates ve buğday bitkileri incelenmiştir. Domates ve buğdayın gelişim dönemleri dikkate alınarak bitkiler için en önemli olan iklim ekstrem indisleri incelenmiştir. Domates ve buğday için ayrı ayrı hesaplanan büyüme derece değerlerinin gelecekte giderek artması bitkilerin gelişimine olumlu etkide bulunabileceğinin bir göstergesi iken, aynı zamanda yüksek sıcaklık ve kuraklık riskleri ise olumsuz etkiler de yaşanabileceğini göstermektedir. Domatesin fide dikimi döneminde don olaylarının azalması domatesin zirai dondan etkilenme olasılığının giderek azalabileceği anlamına gelmektedir. Fide dikim döneminde bitkinin yeterince sulanmış olması gelişimi için önemlidir. RCP4.5 senaryosuna göre bu dönemde aylık toplam yağışlarda artış beklenirken RCP8.5 için azalış trendi beklenmektedir. Azalış gerçekleşmesi durumunda tarımsal sulamanın önemi giderek artmaktadır. Domatesin çiçeklenme ve meyve tutum dönemleri sıcaklık maksimumlarına en hassas olduğu dönemlerdir. Maksimum sıcaklığın 35°C'ın üzerinde geçmesi beklenen gün sayılarındaki artış bitkinin gelecekte yüksek sıcaklıktan zarar görme riskinin artabileceği anlamına gelir. Çiçeklenme ve meyve tutumu sırasında bitki yüksek sıcaklıklara karşı en hassas evresindedir. Çiçeklenme döneminde yaşanabilecek kuraklıklar meyve tutumunu doğrudan etkiler, bu dönemde kuraklık değerlerinde artışın beklenmesi bitki verimine olumsuz etki yaratabilir. Buğday gelişimi süresince özellikle uzak gelecekte azalan don hadisesi yaşanan günler sayısı vernalizasyon sürecinin kısalmasına ve gelecekte bitkinin ve/veya kalitesinin düşmesine sebep olabilir. Sapa kalkma döneminden sonra ise don hadisesi bitkiye zarar vererek ölmesine sebep olabilir. Özellikle uzak gelecekte nisan ayları incelendiğinde bu riskin kalmadığı görülmektedir. Sapa kalkma ve başaklanma dönemlerinde düşmesi beklenen yağış değerleri aynı şekilde verimde olumsuz etkiler yaratabilir. Sapa kalkma döneminde en fazla suya ihtiyaç duyan buğday için kurak geçmesi beklenen bu aylarda tarımsal sulamanın önemi giderek artmaktadır.

Özet (Çeviri)

In recent years, the frequency and severity of extreme weather events have increased significantly both globally and across Turkey. Changes in climate directly affect the lives of humans and all living things. These changes, largely attributed to anthropogenic climate change, are expected to intensify in the coming decades, threatening ecological balance and key socioeconomic sectors such as agriculture. Agriculture is an activity that is dependent on nature. The cropping pattern in agricultural production may vary annually depending on factors such as irrigation and fertilization strategies, socio-economic conditions, available agricultural infrastructure, and advancements in technology. Apart from these, the most important factor affecting agricultural production is weather conditions. Therefore, it is clear that climate change will have a greater impact on agriculture than other factors. Agricultural production, is especially vulnerable to climatic variability and extremes such as heatwaves, droughts, floods, and late frosts. Although some increase in food production is expected with the increase in temperature and CO2, the increase in the risk of drought, floods, and heat waves may become a potential threat to agricultural production. With the increasing population in the world, the demand for agricultural production is also increasing. Also, agriculture is one of the sectors that has the most affect on human life. For these reasons, the importance of efficiency in agricultural production is increasing. Plants are exposed to different extreme weather events at different stages of their growth. Extreme weather events, the frequency and duration of which are expected to change with climate change, may affect plants differently in the future. For example, an agricultural frost after the plant has started to develop can be fatal for the plant. It is very important to create a scenario for when these events will be more or less frequent in the future and take precautions accordingly. This study aims to evaluate future climate change impacts on agricultural indices in Karacabey, Bursa where is a region notable for its intensive cultivation of crops which are tomato and wheat. The Karacabey Plain, located in the Marmara Region of Türkiye, is recognized as one of the country's most important agricultural production zones due to its fertile lands and high production potential. In this study daily maximum and minimum temperature and precipitation data used which was obtained from the MPI-ESM-MR global climate model under RCP4.5 and RCP8.5 scenarios for the period 1990–2100 for Karacabey, Bursa. Bias correction was performed using reanalysis data, and various climate indices were calculated in accordance with the ETCCDI (Expert Team on Climate Change Detection and Indices) guidelines through the Climpact software. These indices are designed to detect changes and trends in climatic extremes over time and are often calculated based on daily temperature and precipitation data. The indices are categorized under three primary headings: temperature, precipitation, and drought. Temperature-related indices analyzed include frost days (FD), ice days (ID), summer days (SU), tropical nights (TR), growing degree days (GDD), growing season length (GSL), warm spell duration index (WSDI), cold spell duration index (CSDI), days mean temperature exceeding 5°C (TMge5), days mean temperature exceeding 10°C (TMge10), days mean temperature below 5°C (TMlt5), days mean temperature below 10°C (TMlt10), amount of warm nigths (TN90p), days minimum temperature below 2°C (TNlt2), days minimum temperature below -2°C (TNltm2), mean value of minimum temperature (Tnm), minimum value of minimum temperature (TNn), maximum value of minimum temperature (TNx), amount of cool days (TX10p), amount of hot days (TX90p), days maximum temperature exceeding 30°C (TXge30), days exceeding 35°C (TXge35), mean value of maximum temperature (TXm), minimum value of maximum temperature (TXn), maximum value of maximum temperature (TXx), haet wave number (HWN), heat wave frequency (HWF). Drought conditions were examined using Standardized Precipitation Index (SPI) and Standardized Precipitation-Evapotranspiration Index (SPEI). Precipitation indices total annual rainfall (PRCPTOT), average daily rainfall intensity (SDII), maximum length of wet spell (CWD), maximum length of dry spell (CDD), number of heavy rainfall (R10mm), annual count of days when daily precipitation more than 20mm (R20mm), daily maximum precipitation value (Rx1day), maximum 5 days total precipitation value (RX5day), total annual precipitation value from heavy rainy days (R95p), contribution from very wet days (R95pTOT) were used to evaluate annual and seasonal rainfall patterns. In Karacabey, while the average temperature ranged between 10.5 and 18.9°C in the past, these values are expected to change between 12-20.4°C for the RCP4.5 scenario and 14-22.8°C for the RCP8.5 scenario in the distant future. According to the RCP4.5 scenario, the average annual total precipitation values are likely to increase slightly in the distant future compared to the current period. However, there may be a very slight decrease in the period 2050-2074. In the pessimistic scenario (RCP8.5), while some increase in precipitation is expected in the near future, it is estimated that there will be a decrease in precipitation afterwards. The results suggest a consistent increase in temperature-related indices across both emission scenarios. GDD values are projected to rise steadily, indicating accelerated crop development phases but also a higher risk of heat stress, especially during critical phenological stages like flowering and grain filling. FD and ID indices show a marked decrease, indicating fewer cold events that may affect crops with chilling requirements such as wheat. Conversely, TR, SU, and TX35 indices exhibit an upward trend, signifying intensified thermal stress, particularly for heat-sensitive crops like tomatoes during fruit set. Rainfall projections indicate variable trends across months and scenarios. While annual total precipitation (PRCPTOT) does not display a drastic decline, the temporal distribution becomes increasingly irregular, with notable reductions during spring and early summer most important growth periods for both wheat and tomato. SPI and SPEI analyses further reveal increasing drought frequency and severity, especially under RCP8.5, underscoring the need for advanced irrigation planning. Frost risk during transplanting periods for tomato (March–April) is expected to diminish considerably by mid-century. However, increased TR and TXge35 values during flowering and fruit setting may reduce pollination and yield. For wheat, the decline in FD days could shorten vernalization periods, this may affect winter wheat varieties. Moreover, decreasing rainfall and rising temperatures during the stem elongation and grain-filling stages may cause potential yield reductions. This study highlights the increasing climatic risks to agricultural productivity in Karacabey, necessitating region-specific adaptation strategies. These include adjusting sowing dates, developing crop varieties which resistant to heat and drought, optimizing irrigation schedules, and enhancing farmer awareness. Scenario-based climate impact analyses like this are crucial for anticipating future challenges and formulating proactive, localized agricultural policies. Scenario-based impact assessments such as this provide essential foresight into future challenges and can serve as a scientific foundation for formulating localized agricultural and climate policies that are adaptive and sustainable in the face of an uncertain climate future.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    885184

    Şanlıurfa'da iklimden kaynaklanan risklerin tarımsal meteorolojik açıdan analizi

    Agricultural meteorological analysis of risks resulting from climate in Şanlıurafa

    BURAK IŞIK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Meteorolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEVENT ŞAYLAN

  2. Tez No

    936812

    The impact of climate change on NH3 and NMVOCs and their contribution to secondary particle formation

    İklim değişikliğinin NH3 ve metan olmayan UOBler üzerindeki etkisi ile bunların ikincil partikül oluşumuna katkısı

    EZGİ AKYÜZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İklim ve Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPER ÜNAL

    DOÇ. DR. BURÇAK KAYNAK TEZEL

  3. Tez No

    853852

    Akdeniz Bölgesi'nde avokado ağacının yetişebileceği uygun alanların belirlenmesi

    Determination of suitable areas where avocado trees can grow in the Mediterranean Region

    SIRACETTİN GÖZALAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    CoğrafyaKarabük Üniversitesi

    Coğrafya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MÜCAHİT COŞKUN

  4. Tez No

    671237

    Porsuk çayı havzasında iklim değişikliğinin kuraklığa ve buğday verimine etkisinin belirlenmesi

    Determination of climate change impacts on drought and wheat yield in Porsuk creek watershed

    ÇAYAN ALKAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    MeteorolojiTekirdağ Namık Kemal Üniversitesi

    Biyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATİH KONUKCU

  5. Tez No

    489341

    Kuraklık şiddeti ve süresinin Kopula fonksiyonları ile analizi: Uygulama Seyhan Havzası

    Analysis of drought severity and duration with Copula functions: A case study of Seyhan Basin

    SONER ÇAĞATAY BAĞÇACI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    İnşaat MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MERAL BÜYÜKYILDIZ

    DOÇ. DR. NERMİN ŞARLAK

Geri Dön