Determining Dust Sources of Middle East and Assessing Their Impact on Agricultural Lands in Euphrates-Tigris River Basin (Syria-Iraq)

Abstract

This study was carried out in order to determine the dust sources in the Middle status of Middle East region between 2000-2015years have been analyzed using Collect earth methodology initiated by United Nations Food AND Agriculture Organized (FAO) in Antalya/Turkey on July 2015 and the results were reported by FAO.As being free of charge and an open source tool, the Collect Earth software uses very high resolution multi-temporal images from Google Earth and Bing Maps. At the same time, it also allows users to utilize all the datasets generated from mid-resolution images of Modis, Landsat 5, 7 and 8. Data analysis and numerical results can be achieved through SAIKU a statistical analysis program. In this study, by using GIS techniques on the dataset generated for the entire Middle East region, a map of risk level classes for dust resources areas were created. According to the risk classes map, it was confirmed that 63.6% of the total area of Iraq, and 53.7% of the total area of Syria were in the third-degree dust resources area. In addition, when the distribution of water resource areas consider highly important for Middle East region are examined according to risk level classes, it is seen that the largest water resources areas of Iraq were in the third-degree dust resources region with 71.3% while for Syria the largest water resource area were in the fourth and fifth degree dust resources region with 27.4% and 25.9%, respectively. By interpreting the results of the classification with regard to the Middle East, especially respect to sand/dune areas, agricultural lands and water resources, the evaluations are made especially on the scale of Iraq and Syria affected by Euphrates and Tigris River.

Keywords

• Middle East,Collect Earth,Dust Source,Euphrates-Tigris River

Ortadoğu Toz Kaynaklarının Tespiti ve Fırat-Dicle Nehir Havzası (Suriye-Irak) Tarım Alanları Üzerindeki Etkisinin Değerlendirilmesi

Abstract

Çalışma, Ortadoğu’daki toz kaynaklarının tespit edilmesi ve bu kaynakların oluşturduğu tehdidin Fırat ve Dicle nehirleri etkisi altındaki Irak ve Suriye’deki tarım alanlarında meydana getireceği olası zararların belirlenmesi amacıyla yürütülmüştür. Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü (FAO) tarafından Temmuz 2015 tarihinde Antalya/Türkiye’de uzaktan algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) tabanlı yazılım olan Collect Earth metodolojisi kullanılarak, içinde Suriye ve Irak’ında yer aldığı Ortadoğu bölgesinin 2000-2015 yılları arasındaki mevcut arazi örtü/kullanım sınıfları, değişimleri, vejetasyon durumu incelenmiş ve sonuçları FAO tarafından yapılmıştır. Açık kaynaklı ve ücretsiz olan Collect Earth yazılımında yüksek çözünürlüklü uydu verisi içeren Google Earth ve Bing Maps görüntüleri kullanılmaktadır. Aynı zamanda orta çözünürlük ve global olan Modis, Landsat 7 ve 8 uyduları üzerinden üretilmiş tüm veri setlerini kullanmamıza da olanak sağlamaktadır. SAIKU isimli istatistik programı yardımıyla veri analizi yapılabilmekte ve rakamsal verilere ulaşılabilmektedir. Bu çalışmada, Collect Earth yöntemi kullanılarak tüm Ortadoğu bölgesi için oluşturulan veri seti üzerinden CBS kullanılarak toz kaynakları bölgeleri risk seviye sınıfları haritası oluşturulmuştur. Risk sınıfları haritasına göre Irak’ın toplam alanının %63,6’sı, Suriye’nin ise toplam alanının %53,7’sinin üçüncü derece toz kaynak bölgelerinde yer aldığı tespit edilmiştir. Bölge için son derece önemli olan yüzeysel su varlığı alanlarının toz kaynakları bölgeleri risk seviye sınıflarına göre dağılımları incelendiğinde, Irak’ın en fazla yüzeysel su varlığının %71,3 ile üçüncü derece toz kaynak bölgelerinde yer aldığı tespit edilmiştir. Suriye’nin ise en fazla su varlığı alanlarının sırasıyla %27,4 ve %25,9 ile dördüncü ve beşinci derece toz kaynak bölgelerinde yer aldığı tespit edilmiştir. Ortadoğu’ya ilişkin özellikle kum/kumul alanları, tarım alanları ve su varlığına ilişkin yapılan sınıflandırma sonuçları yorumlanarak, özellikle Fırat ve Dicle nehirleri etkisi altındaki Irak ve Suriye ölçeğinde değerlendirmeler yapılmıştır.

Keywords

• Ortadoğu,Collect Earth,Toz Kaynakları,Fırat Dicle Nehri

References

1. Akbari S., (2011), Dust storms, sources in the Middle East and economic model for survey it’s impacts, Australian. Journal of Basic and Applied Sciences, 5, 227-233.
2. Al-Ansari N.A., Knutsson S., Ali A., (2012) Restoring the Garden of Eden, Iraq, Journal of Earth Science and Geotechnical Engineering, 2, 53-88.
3. Alpert P., Kaufman Y.J., Shay-El Y., Tanre D., Silva A.D., Schubert S., Joseph J.H., (1998), Quantification of dust- forced heating of the lower troposphere, Nature, 395, 367–370.
4. Bağcı H.R., Şengün M.T., (2012), Çöl Tozlarının Beşeri Çevre ve Bitkiler Üzerinde Etkileri, Marmara Coğrafya Dergisi Sayı: 24, Temmuz - 2012, İstanbul – ISSN:1303-2429, s. 409 – 433.
5. Bastin J.F., Berrahmouni N., Grainger A., Maniatis D., Mollicone D., Moore R., Patriarca C., Picard N., Sparrow B., Abraham E.M., Aloui K., Ateşoğlu A., Attore F., Başsüllü Ç., Bey A., Garzuglia M., Garcia M.L.G., Groot N., Guerin G., Leastadius L., Lowe A., Momane B., Marchi G., Patterson P., Rezende M., Ricci S., Salcedo I., Diaz P., Alfonso S., Stolle F., Surappaeva V., Castrı R., (2017), The extent of forest in dryland biomes, Science, 356(6338), 635-638.
6. Bennett C.M., McKendry I.G., Kelly S., Denike K., Koch T., (2006), Impact of the 1998 Gobi dust event on hospital admissions in the Lower Fraser Valley, British Columbia, Science of the Total Environment, 366, 918–925.
7. Bontemps S., Defourny P., Bogaert E.V., Arino O., Kalogirou V., Perez J.R., (2009), Products Description and Validation Report, http://due.esrin.esa.int/files/GLOBCOVER2009_Validation_Report_2.2.pdf, [Erişim 25 Eylül 2017].
8. ÇEM, (2017), Fırat-Dicle Nehir Havzası Arazi Değişiminin İzlenmesi Projesi ,T.C. Orman ve Su işleri Bakanlığı, Çölleşme ve Erozyonla Mücadele Genel Müdürlüğü, Ankara, 31s.

9. ÇSGB, (2016), Tarım İşletmelerinde Tozla Mücadele Rehberi, Çalışma ve Sosyal Güvenlik Bakanlığı, İş Sağlığı ve Güvenliği Genel Müdürlüğü, Bakanlık Yayın No: 59, ISBN: 978-975-455-263-8, Ankara, 56 s.
10. Dursun A., (2006), Sınır Aşan Sular Fırat ve Dicle Nehirlerinin, Türkiye, Suriye ve Irak İlişkileri Üzerine Etkileri, Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta, Turkiye.
11. ESA, (2009), GlobCover Land Cover Maps, http://due.esrin.esa.int/page_globcover.php, [Erişim 27 Mart 2018].
12. FAO, (2012), Iraq Agriculture sector note (Senior Economist, Investment Centre Division; Paolo Lucani, Ed.,; Senior Agriculture Economist: Maurice Saade, Ed.), Middle East and North Africa, The World Bank, 75 ss. http://www.fao.org/docrep/017/i2877e/ i2877e.pdf, [Erişim 23 Şubat 2018].
13. Fryrear D.W., (1981), Long–term effect of erosion and cropping on soil productivity, Geological Society of America, 186, 253–259.
14. Ganor E., Osetinsky I., Stupp A., Alpert P., (2010), Increasing trend of African dust, over 49 years, in the eastern Mediterranean, Journal of Geophysical Ressearch, 115(D7), D07201, doi: 10.1029/2009JD012500.
15. Gemma S., Terradellas E., Baklanov A., Kang U., Sprigg W., Nickovic S., Boloorani A.D., Al-Dousari A.B.S., Benedetti A., Sealy A., Tong D., Zhang X., Shumake-Guillemot J., Zhang K., Knippertz P., Mohammed A.A.A., Al-Dabbas M., Cheng L., Otani S., Wang F., Zhang C., Ryoo S.B., Joowan, C., (2016), Global assessment of Sand and dust storms, Published by the United Nations Environment Programme (UNEP) Nairobi, Kenya, 139 ss.
16. Ghasem A., Shamsipour A., Miri M., Safarrad T., (2012), Synoptic and remote sensing analysis of dust events in southwestern Iran, Natural Hazards, 64, 1625–1638.
17. Goudie A.S., Middleton N.J., (1992), The changing frequency of dust storms through time. Climatic Change, 20, 197–225.
18. Griffin D.W., Kellogg C.A., Garrison V.H., Shinn E.A., (2002), The global transport of dust- an intercontinental river of dust, microorganism and toxic chemicals flows thorough the earth’s atmosphere. American Scientist. 90 (3), 228-235.
19. Hsu N.C., Gautam R., Sayer A.M., Bettenhausen C., Li C., Jeong M.J., Tsay S.C., Holben B.N., (2012), Global and regional trends of aerosol optical depth over land and ocean using SeaWiFS measurements from 1997 to 2010. Atmos. Chem. Phys., 12, 8037–8053.
20. Jish Prakash P., Stenchikov G., Kalenderski S., Osipov S., Bangalath H., (2015), The impact of dust storms on the Arabian Peninsula and the Red Sea, Atmospheric Chemistry Physics, 15, 199–222.
21. Krasnov H., Katra I., Friger M., (2016), Increase in dust storm related PM 10 concentrations: A time series analysis of 2001–2015. Environmental Pollution, 213, 36–42.
22. Maleki T., Sahraie M., Sasani F., Shahmoradi M., (2017), Impact of Dust Storm on Agricultural Production in Iran, International Journal of Agricultural Science, Research and Technology in Extension and Education Systems (IJASRT in EESs), 7(1):19-26.
23. Middleton N.J., (2001), Dust storms in the Middle East, Journal Arid Environments, 1986, 10: 83-96.
24. Middleton N.J., (2017) Desert dust hazards: A global review. Aeolian Research, 24, 53–63.
25. Mulitza S., Heslop D., Pittauerova D., Fischer H.W., Meyer I., Stuut J.B., Zabel M., Mollenhauer G., Collins J.A., Kuhnert H., Schulz M., (2010). Increase in African dust flux at the onset of commercial agriculture in the Sahel. Nature, 466, 226–228.
26. Notaro M., Yu Y., Kalashnikova O.V., (2015), Regime shift in Arabian dust activity, triggered by persistent Fertile Crescent drought. J. Geophys. Res. Atmos, 120, 10229–10249.
27. Open Foris, (2015) Free Open-Source Solutions for Environmental Monitoring, http://wwwopenforisorg/ [Erişim 11 Temmuz 2017].
28. Özdemir Y., Öziş Ü., Baran T., Fıstıkoğlu O., Demirci N., (2008) Sınır-Aşan Fırat Dicle Havzasının Su Potansiyeli ve Yararlanılması, TMMOB Su Politikaları Kongresi, Ankara, Turkey, ss. 506-516.
29. Shao Y., Wyrwoll K.H., Chappell A., Huang J., Lin Z., McTainsh G.H., Yoon S., (2011), Dust cycle: an emerging core theme in Earth system science. Aeolian Research, 2, 181–204.
30. Sissakian V.K., Al-Ansari N., Knutsson S., (2013), Sand and dust storm events in Iraq, Natural Science, 5(10), 1084-1094.
31. Sivakumar M.V.K., (2005), Impacts of Sand storms/dust storms on agriculture, Natural disasters and Extreme Events in Agriculture: Impacts and Mitigation (Mannava V.K., Sivakumar R.P., Motha H.P.D. Ed,) Springer-Verlag Berlin Heidelberg Press, Netherland, ss.159-177.
32. Stefanski R., Sivakumar M.V.K., (2009), Impacts of sand and dust storms on agriculture and potential agricultural applications of a SDSWS, 2009 IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 7 012016, DOI: 10.1088/1755-1307/7/1/012016, http://iopscience.iop.org/1755-1315/7/1/012016, [Erişim 02 Mart 2018].
33. Schmullius C., (2009), Earth system monitoring and modeling, Friedrich Schiller University Jena, Germany Department of Geoinformatics and Remote Sensing, https://earth.esa.int/documents/973910/987578/cs2_schmullius.pdf, [Erişim 21 Ocak 2018].
34. Şengün M.T., Kıranşan K., (2013), Sahra Çölü Tozlarının Akdeniz Havzasına Etkisi, 3rd International Geography Symposium - GEOMED 2013 Symposium Proceedings, ISBN: 978-605-62253-8-3, 582-596 pp.
35. UNESCO-Iraq, (2013), Iraq’s water in the International Press. http://www.unesco.org/new/en/iraq-office/natural-sciences/water-sciences/water-in-iraq/, [Erişim 23 Şubat 2018].
36. Xu C., Dowd P., Mardia K., Fowell R., (2003), Stochastic Modelling of Fractures in Rock Masses, EPSRC grant number GR/R94602, Technical Report 4 (03/R02) Spatial Point Density Estimation, Press of Department of Mining and Mineral Engineering the University of Leeds, England, 63 ss.
37. Yang H., Zhang X., Zhao F., Shi P., Liu L., (2015), Mapping Sand-dust Storm Risk of the World. In World Atlas of Natural Disaster Risk, Springer Press, Berlin/Heidelberg, ss. 115–150.
38. Xuan J., Sokolik I.N., Hao J., Guo F., Mao H., Yang G., (2004). Identification and characterization of sources of atmospheric mineral dust in East Asia, Atmospheric Environment, 38(36): 6239-6252.