Seasonal and Trend Decomposition of Hydrometeorological Parameters in Karasu Sub-Basin, Türkiye

Abstract

The monitoring of phenomena affecting the hydrological cycle is crucial for human life. Climatic seasonality is a remarkable phenomenon that needs a deep understanding in the monitoring of hydrometeorological parameters. Within the scope of this study, temporal analysis (1979-2020) was performed for monthly mean flow, monthly total precipitation, monthly mean temperature, and wind speed in the Karasu sub-basin. Seasonal and Trend decomposition using Loess (STL) was used for the temporal analysis. With STL, the four parameters were decomposed into three components (seasonal, trend, and residual). The basic statistics and standardized time series of the components were examined. According to the results obtained, the seasonal component of precipitation has increased in amplitude in recent years. In other parameters, there are increases and decreases in the amplitude of the seasonal component in some periods. The trend component of flow and precipitation decreased during the study period. There is an increase in temperature. There is a steady progression in wind speed after the jump detected between 1983 and 1987. Increasingly negative changes in the water budget of the basin can be observed in the future. The gradual increase in temperature will increase evapotranspiration from water resources. Considering that the Karasu sub-basin is an upstream basin, it is thought that the downstream regions of the Euphrates-Tigris basin may experience water shortage in relation. It was determined that the streamflow is the parameter with the strongest local variability compared to other parameters.

Hidrolojik çevrimi etkileyen olayların gözlemlenmesi, insan yaşamı için oldukça önemlidir. İklimsel mevsimsellik ise hidrometeorolojik parametrelerin gözlemlenmesi aşamasında, derin bir anlayışa ihtiyaç duyulan kayda değer bir fenomendir. Bu çalışma kapsamında Karasu alt havzasında aylık ortalama akım, aylık toplam yağış, aylık ortalama sıcaklık ve rüzgâr hızı için zamansal analiz (1979-2020) yapılmıştır. Zamansal analiz için Seasonal and Trend decomposition using LOESS (STL) kullanılmıştır. STL ile dört parametre üç bileşene (mevsimsel, trend ve kalıntı) ayrılmıştır. Bileşenlerin temel istatistikleri ve standartlaştırılmış zaman serileri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda, yağışın mevsimsel bileşeninde son yıllarda genlik artışı tespit edilmiştir. Diğer parametrelerde belirli dönemlerde mevsimsel bileşenin genliğinde artışlar ve azalışlar mevcuttur. Akımın ve yağışın trend bileşeninde çalışma periyodu boyunca azalma tespit edilmiştir. Sıcaklıkta ise artış söz konusudur. Rüzgâr hızında 1983-1987 arasında tespit edilen sıçrama sonrasında durağan bir ilerleme mevcuttur. Havzanın su bütçesinde giderek olumsuz yönde değişimler gelecekte gözlemlenebilir. Sıcaklığın giderek artması su kaynaklarından meydana gelecek evapotranspirasyonu arttıracaktır. Karasu alt havzasının memba havzası olduğu dikkate alındığında, Fırat-Dicle havzasında mansapta bulunan bölgelerinde ilişkili olarak su sıkıntısı çekebileceği düşünülmektedir. Akımın, diğer parametrelere kıyasla lokal değişkenliği en güçlü parametre olduğu tespit edilmiştir.