Spatiotemporal Fluctuation of Rainfall in the stations of Duhok governorate between (2000-2020)

Abstract

ABSTRACT The study aims to analyze the temporal and local scale changes and fluctuations of rainfall in Duhok province between 2000-2020. This study used multiple statistical methods to analyze and interpret the results, graphs, and maps. The study aims to identify the spatiotemporal fluctuations between rainfall stations and find the effect of natural factors on rainfall precipitation as well as determine the nature of annual rainfall changes. In addition, it determines the general trend of rainfall and the possibility of predicting future rainfall changes in the study area. To achieve its objectives, the study relied on different descriptive, regional, and statistical approaches, including various programs, such as Arc Gis.10.4, SPSS 23 and Minitab. The study has come up with the results; the most important of them is the existence of a difference in time and place in the amount of rainfall in the study area. This disparity was affected by the climatic and topographical variations, which explains the high amount of rainfall in the mountainous stations in the study area, while the lower plains stations do not receive the same amount of rain. In the lowlands represented by stations (Zakho, Bateel, Semel, Duhok, Sheikhan, Qasrok, Bardarash), their height is between (365-510 m) above sea level, and the annual total rainfall is between (458.1-602.6 mm). The amount of precipitation increases as we head towards the higher areas in the north and north-east of the study area represented by the stations (Akre, Dinarta, Zawita, Mangesh, Chamanke, Sarsank, Amedi, Swaratoka, Bamarne, Batofa, Kani Mas, Deraluk, Darkar), with height about (636-1670 m) above sea level, the total annual rainfall is between (584.1-1051.8 mm). The study area fell within the influences of many low pressure and air masses responsible for the prevalence of unstable weather conditions, temporary weather changes and rainfall in the area. It is clear by studying the fluctuated averages that the direction of the rainfall regression line tends to rise in general. It has been found through the study that the study area's topography clearly impacts the amount of rainfall at the monthly and seasonal levels in the study area. There is a robust direct correlation between the altitude variable and the rainfall variable, where the value of the correlation coefficient is (0.573**), which is statistically significant. Therefore, the altitude variable is considered one of the most positively related variables at the seasonal and monthly levels. The study area witnessed an apparent temporal fluctuation of the annual average of rainfall, where the fluctuation in the rainfall average recorded a large rate for some years and a small rate for others, which negatively affects the various life activities, where the annual average of rainfall in Dohuk governorate is about (739.8) mm. However, the severe decreases in the amount of precipitation over years negatively affect many sectors. It has been determined that there is a correlation between total precipitation and average temperatures. However, it is not statistically significant due to the distance from the water sources. While there was no statistical significance between temperature and precipitation, the significance value was found at the level of (0.790**) between moisture source and precipitation (0.01). There is a weak direct correlation between the rainfall variable and the atmospheric pressure variable, as it reached (0.403) due to the terrain factor, in which the atmospheric pressure decreases the higher we rise. The application of the statistical Mankendal equation on the rainfall data in all stations of the governorate for the period (2000-2020) shows a fluctuation value in most stations that tend to rise, the future prediction of rainfall data in the stations of Duhok governorate was deduced employing the seasonal Holt Winters and based on the multiplication seasonal model for years (2022-2030). The study recommends providing advanced tools to continuously and correctly read all climatic elements and build a climatic database that includes all stations in the governorate.

ÖZET Çalışmanın amacı, Duhok vilayetinin 2000-2020 yılları arasındaki yağışların zamansal ve yerel ölçekte değişimleri ve dalgalanmalarını analiz etmektir. Çalışmada, verileri analiz etmek ve yorumlamak için çeşitli istatistiksel yöntemler kullanılmıştır, elde edilen sonuçları anlamlı kılmak içinde farklı grafikler ve haritalar hazırlandı. Bu çalışma kapsamında, istasyonlar arasında yağışların zamansal ve mekansal dalgalanmalarının tespit edilmesi çalışmanın temel amacını oluşturmaktadır. Alt amaçlar ise, bu değişim ve dalgalanmalara neden olan doğal unsurların belirlenmesi, yağmurların genel eğiliminin tespit edilmesi ve vilayet genelinde yağış değişikliklerinin gelecekteki seyrinin ortaya konulması için tahminlerin yapılması çalışmanın alt amaçlarını oluşturmaktadır. Çalışmanın amaçlarına ulaşmada, GIS programı, SPSS programı ve Minitab programı dahil olmak üzere çeşitli programlar kullanılarak nitel, nicel, bölgesel ve istatistiksel yöntem kullanılarak karma araştırma modeli tercih edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda alana düşen yağışın eşit miktarda dağılmadığı tespit edilmiştir. Düşen yağışlardaki eşitsizliklerinin en önemli nedeni zaman ile mekandan kaynaklı olduğu belirlenmiştir. Dağlık istasyonlara düşen yağış miktarının yüksek olurken, ova istasyonlarında aynı miktarda yağış almamaktadır. Yükseklikleri deniz seviyesine yakın olan istasyonlarda (365-510 m) (Zakho, Bateel, Semel, Duhok, Shekhan, Qasrok, Bardarash) yıllık toplam yağışın (458.1- 602.6 mm) arasında olduğu tespit edilmiştir. Çalışma alanı olan Duhok vilayetinde kuzey ve kuzeydoğuya doğru gidildikçe yükseltinin artmasına bağlı olarak yağış miktarı artmaktadır. Akre, Dinarta, Zawita, Mangesh, Chamanke, Sarsank, Amedi, Swaratoka, Bamarne, Batofa, Kani Mas, Deraluk, Darkar istasyonları deniz seviyesinden 636-1670m arasında olup, yıllık toplam 584.1-1051.8 mm, yağış almaktadır. Çalışma alanının güney - güneybatısından kuzey ve kuzeydoğusuna doğru gidildikçe yükseltinin artmasına bağlı olarak yağış miktarındaki değişimi açıklamaktadır. Çalışma alanı, bölgedeki istikrarsız hava koşullarının, geçici hava değişikliklerinin ve yağışların yaygınlığından büyük ölçüde sorumlu olan bir dizi depresyon ve hava kütlesinin etkisine girmiştir. Hareketli ortalamaları inceleyerek, yağmur regresyon çizgisinin yönünün genel olarak yükselme eğiliminde olduğu açıktır. Çalışma alanındaki topografya şartlarının, yıllık, aylık ve mevsimlik düzeylerde alana düşen yağış miktarı üzerinde net bir etkiye sahip olduğu çalışma ile ortaya konulmuştur Burada korelasyon katsayısının değeri 0,573** olurken, istatistiki açıdan anlamlılık göstermektedir. Bu nedenle, çalışma alanındaki yağışların artmasında yükseklik değişkeninin önemi, mevsimsel ve aylık düzeylerde en olumlu ilişkili değişkenlerden biri olarak kabul edilmektedir. Çalışma alanı, genel ortalama çevresinde artış ve düşüş dönemleri yıldan yıla yağmur miktarının açık bir zamansal dalgalanmasına tanık olmaktadır. Burada yağmur ortalamasındaki zaman dalgalanması bazı yıllar için büyük bir oranda olurken diğer yıllar için ise küçük bir oran kaydettiği gözlenmiştir.. Çalışma alanın uzun yıllar toplam yağış değerinin 739,8 mm olduğu tespit edilmiştir. Fakat yıllar arası yağış miktarındaki ciddi azalışlar birçok sektörü olumsuz etkilemektedir. Toplam yağış ile ortalama sıcaklıklar arasında bir ilişkinin (korelasyonun) olduğu saptanmıştır. Fakat su kaynaklarının uzak olmasından dolayı istatistiki açıdan anlamlılık göstermemektedir. Sıcaklık ve yağış arasında istatistiki açıdan anlamlılık görülmezken, nem kaynağı ile yağışlar arasında 0,790** düzeyinde, anlamlılık değeri 0,01 olacak şekilde güçlü bir ilişki söz konusudur. İstatistiki işlemler 0,403 değerine ulaştığından, doğrudan doğruya zayıf bir korelasyon vardır. İstatistiksel Mann-kendal denkleminin valiliğe bağlı tüm istasyonlarda (2000-2020) yükselme eğilimi gösteren çoğu istasyonda dalgalanma değeri gösteren yağış verilerine uygulanması, Duhok vilayetinin istasyonlarındaki yağış verilerinin gelecek tahmini, mevsimsel Holt Winters aracılığıyla ve çarpma mevsimsel modeline olan güven yıllar için 2022-2030. Çalışma sonunda tüm iklim unsurlarını sürekli ve doğru bir şekilde okumak için gelişmiş ölçüm araçları sağlamayı ve valilik yönetimindeki tüm iklim istasyonlarında veritabanı oluşturma öne çıkan öneridir.