Türkiye'de toprak sıcaklıklarının değişimi

Abstract

Toprak, yer sistemi etkileşimlerinin ortalamasını en iyi şekilde yansıtmasına rağmen Türkiye'de toprak sıcaklık (Ts) değişimleri hakkında bilgilerimiz sınırlıdır. Yerel ya da bölgesel ölçekte aylık ve yıllık Ts istatistiklerindeki değişimleri inceleyen araştırmalarda veri kalitesi iyi değildir ve bilgiler güncellenmemiştir. Buna ek olarak Türkiye'de günlük Ts'nin eğilim ve gelecek Ts'nin projeksiyon bilgisine sahip değiliz. Tezin amacı, Türkiye'de toprak sıcaklıklarının değişimini araştırmaktır. Coğrafi veriler dışında 1975-2018 ve 2030-2090 dönemli Ts ve hava sıcaklığı (Hs) verilerini kullanılmıştır. Metodolojiyi, altı basamaklı sübjektif bir araştırma modeli oluşturmaktadır. Bu basamaklar Ts'nin genel karakteri, kritik sıcaklıklar ve derinlikler, toprak donu, Ts rejimi, trend ve projeksiyon şeklindedir. Ulaşılan sonuçlar şunlardır: Birincisi, Ts değişimlerinde enlemsel bir örüntü hâkimdir ve bu örüntüyü yükselti ve karasallık bozmaktadır. İkincisi, su kütlelerinin toprak donuna karşı koruyucu bir etkisi vardır ve don, Doğu Anadolu Bölgesi ile İç Anadolu Bölgesi'nin doğusunda en az 1 metre derinliğe kadar etkilidir. Üçüncüsü, Türkiye'de frigid, mesic, thermic ve hyperthermic şeklinde dört tip ana Ts rejimi görülmektedir ve son 10 yılda thermic ve hyperthermic Ts rejim yüzdeleri artış eğilimindedir. Dördüncüsü, Ts trendlerindeki bölgesel değişkenlik Hs'den yüksektir. Ts'de, özellikle 0-20 cm'de, Anadolu'nun doğusunda ve güneybatısındaki negatif yönlü trend bölgeleri bu değişkenliği açıklamaktadır. Beşincisi, daha sıcak ve belirgin yaz kuraklığı yaşanan bölgelerde, 5 cm derinlikteki Ts'ye ait mutlak pozitif MK Z-değerleri mutlak negatif MK Z-değerlerinden daha büyüktür. Aksine karasallığın güçlü olduğu bölgelerde tam tersi bir eğilim vardır. Son olarak, 21. yüzyılda Türkiye'de Meriç-Ergene Nehri Havzası'nda ele alınan yedi istasyona RCP4.5 ve RCP8.5 senaryoları uygulandığında sırasıyla ?0.6 °C ila 3.0 °C ve ?0.5 °C ila 5.6 °C arasında değişen Ts artışları vermiştir. Böylelikle Türkiye'nin günlük Ts eğilimleri ve gelecek Ts'lerin projeksiyonuna ilişkin bilimsel boşluk önemli ölçüde giderilmiştir.

Although soil best reflects the average of earth system interactions, our knowledge on soil temperature (Ts) changes in Türkiye is limited. Studies examining changes in monthly and annual Ts statistics at the local or regional scale do not have good data quality and the information is not updated. In addition, we do not have trend information of daily Ts and projection information of future Ts in Türkiye. The aim of the thesis is to investigate the change of soil temperatures in Türkiye. Apart from geographical data, Ts and air temperature (Hs) data for the periods 1975-2018 and 2030-2090 were used. The methodology is based on a six-step subjective research model. These steps are Ts shaping factors, general character of Ts, critical temperatures and depths, soil frost, Ts regime, trend and projection. The results obtained are as follows: Firstly, Ts changes are dominated by a latitudinal pattern, which is distorted by elevation and continentality. Secondly, water bodies have a protective effect against soil frost, and frost is effective to a depth of at least 1 meter in Eastern Anatolia and eastern Central Anatolia. Thirdly, there are four main types of soil temperature regimes in Türkiye: frigid, mesic, thermic and hyperthermic, and the percentages of thermic and hyperthermic Ts regimes have been increasing in the last 10 years. Fourthly, regional variability in Ts trends is higher than in air temperatures. Negative trend regions in Ts, especially at 0-20 cm depth, in eastern and southwestern Anatolia explain this variability. Fifthly, in regions with hotter and more pronounced summer drought, absolute positive MK Z-values for soil temperatures at 5 cm depth are larger than absolute negative MK Z-values. On the contrary, there is the opposite trend in regions with strong continentality. Finally, applying the RCP4.5 and RCP8.5 scenarios to the seven stations considered in the Meriç-Ergene River Basin in Türkiye in the 21st century yielded Ts increases ranging from ?0.6 °C to 3.0 °C and ?0.5 °C to 5.6 °C, respectively. Thus, the scientific gap regarding Türkiye's daily Ts trends and the projection of future Ts has been filled to a significant extent.