Büyük Akdeniz Havzasında kum ve tozfırtınalarının incelenmesi ve Türkiye'yi etkileyentoz kaynak bölgelerinin belirlenmesi
Investigation of the sand and dust storms overgreater Mediterranean Basin and determinationof the dust source areas affecting Turkey
Yazar: CİHAN DÜNDAR
Danışman: PROF. DR. GÜLEN GÜLLÜ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Doğal çevre = Natural environment ; Sürdürülebilir çevre = Sustainable environment ; Çöl tozu = Desert dust

Özet:
Mineral tozlar, atmosferdeki en baskın aerosol çeşitlerinden bir tanesi olarak
bilinmekle birlikte, Dünya ekosistemi için büyük önem taşımaktadır. Toz taşınımının
ana nedeni, kuraklık ve çölleşme olarak belirtilmektedir. Dünyadan atmosfere her
yıl salınan toz miktarının yaklaşık olarak 2 milyar ton olduğu hesaplanmaktadır.
Sahra bölgesinden atmosfere salınan yıllık toz miktarı, dünya üzerindeki tüm
kaynaklardan salınan toz miktarının yaklaşık yarısı kadardır. Sahra'dan sonra gelen
önemli toz kaynak alanları sırasıyla Ortadoğu ile Orta ve Güney Asya'dır. Afrika ve
Ortadoğu Bölgelerinden kaynaklanan tozlar birlikte değerlendirildiğinde, küresel
yıllık toz salımlarının yaklaşık olarak % 70'ini oluşturmaktadır.
Çöllerden kalkan tozlar, atmosferin üst tabakalarına yükselerek uzun mesafeler kat
etmektedir. Göreceli olarak daha büyük olan toz parçacıkları, kaynak alanlarının
yakınlarında çökerken, küçük olan parçacıklar ise binlerce kilometre yol kat
edebilmektedir. Türkiye, coğrafi konumu itibarıyla dünyadaki en önemli iki toz
kaynağı olan Afrika ve Ortadoğu kaynaklı çöl tozlarının etkisi altında bulunmaktadır.
Suriye ve Irak sınırına yakın bölgelerimiz ile Konya-Karaman havzası toz
taşınımından en fazla etkilenen yörelerimizdir.
Hükümetlerarası İklim Değişikliği Panelinin (IPCC) güncel iklim öngörülerine göre,
kuraklık hadisesinin sıklığı ve şiddetinin artmasıyla birlikte, kum ve toz fırtınalarının
daha yoğun yaşanması beklenmektedir. 
ii
Bu çalışmada, Güney Avrupa, Kuzey Afrika ve Orta Doğunun tamamını kapsayan
Büyük Akdeniz Havzası için 2003-2017 yılları arasındaki dönemde çöl tozlarının
alansal ve zamansal değişimleri incelenmiştir. Çalışmada, uluslararası yayına giren
296 adet sinoptik meteoroloji istasyonuna ait rasatlar ile aynı döneme karşılık gelen
Aerosol Optik Derinliği (AOD) uydu gözlem verileri kullanılmıştır. Ayrıca NCEPNCAR tarafından üretilen analiz verilerinden yararlanılmıştır.
Yapılan çalışmalarda, atmosferdeki aerosollerin ve mineral tozların son yıllarda
küresel olarak önemli bir değişiklik göstermemesine, bölgesel ölçekte önemli azalış
ve artışlar tespit edilmiştir. Toz miktarlarındaki önemli artışlar genellikle, Arap
Yarımadası ile Bengal Körfezi ve Asya'nın doğu kıyılarında hesaplanmıştır.
Yapılan hesaplamalarda, uydu Aerosol Optik Derinliği (AOD) verileri ile sinoptik
meteoroloji istasyonlarına ait rasatlar arasında, özellikle toz kaynak alanları ve yakın
bölgelerinde % 95 güven aralığında çok yüksek korelasyonlar bulunmuştur.
Hem uydu AOD verileri, hem de sinoptik meteoroloji rasatlarına göre, 2003-2017
yılları arasında Kuzey Afrika atmosferinde önemli bir değişiklik yaşanmazken, Orta
Doğu üzerinde 2007 yılından itibaren başlayan artış eğiliminin 2012 yılında son
bulduğu ve 2013 yılından itibaren azalma eğiliminin olduğu bulunmuştur. Avrupa'nın
güneyinde ise atmosferdeki aerosollerin yıllar bazında anlamlı bir azalma eğiliminde
olduğu bulunmuştur.
Kum ve Toz Fırtınası gün sayıları ve AOD ortalamalarının Orta Doğu Havzasında
artış gösterdiği dönemde (2008-2012), Büyük Akdeniz Havzasının büyük
bölümünde basınç değerlerinin azaldığı tespit edilmiştir. Azalan basınç değerleri, bu
dönemde alçak basınç merkezlerinin daha etkin olduğunu göstermektedir. Aynı
dönem (2008-2012) için hesaplanan nisbi nem ve toprak nemi ortalamaları da, uzun
yıllar ortalamalarının altında hesaplanmıştır.

Abstract:
Mineral dust particles that are known as one of the most dominant aerosols in the
atmosphere are great importance for the Earth ecosystem. The main cause of sand
and dust storms is described as drought and desertification. The amount of dust
released from the world to the atmosphere is estimated to be approximately 2 billion
tons in every year. The amount of annual dust released from the Sahara into the
atmosphere is about half the amount of dust released from all sources on earth. The
major dust source areas after the Sahara are Middle East, Central and South Asia
respectively. Dust emitted from Africa and the Middle East constitutes around 70%
of global annual dust emissions.
Dust emitted from the deserts to the upper layers of the atmosphere travels long
distances. While relatively large dust particles deposit near the source areas, the
smaller particles can travel thousands of kilometers. Turkey is exposed to sand and
dust storms originating from Africa and the Middle East due to the geographical
location. The areas that are close to the Syrian and Iraqi border and the KonyaKaraman Basin are the most affected regions by the dust transport.
According to the current climate predictions of the Intergovernmental Panel on
Climate Change (IPCC), it is expected that sand and dust storms will be more
intense with the increasing frequency and intensity of the drought.
iv
The spatial and temporal changes of sand and dust storms in the period between
2003 and 2017 for the Greater Mediterranean Basin covering Southern Europe,
North Africa and the Middle East were investigated. Satellite Aerosol Optical Depth
(AOD) data and the observations of 296 synoptic meteorological stations were used
in this study. Analysis data of NCEP-NCAR was also used.
It has been determined that the aerosols and mineral dusts in the atmosphere do
not show a significant change globally in recent years. On the other hand there have
been significant decreases and increases in the regional scale. Significant increases
were generally calculated on the Arabian Peninsula, the Bay of Bengal and the
eastern coasts of Asia.
In the calculations, very high correlations were found between the measurements
of the satellite Aerosol Optical Depth (AOD) data and observations of the synoptic
meteorological stations, especially in the dust source areas and around these
regions with a 95% confidence interval.
According to both satellite AOD data and synoptic meteorological observations,
there was no significant change in the North African atmosphere between 2003 and
2017, while there was a rising trend in the Middle East, which started in 2007, ended
in 2012. After this increasing period, there has been decreasing trend since 2013 in
the Middle East. In the south of Europe, it has been found that the aerosols in the
atmosphere tend to decrease significantly over the years.
It was found that the sea level pressures decreased in the most of the Greater
Mediterranean Basin when the number of dusty days and AOD averages increased
in the Middle East Basin (2008-2012). Decreased pressure values show that low
pressure systems are more effective in this period. The relative humidity and soil
moisture averages for the same period (2008-2012) were also calculated under the
long term averages.