Analysis of Dust Transport Event via Remote Sensing and Numerical Forecast Model

Öz

Dust transports from African deserts cause an intense increase of aerosol concentrations in the tropospheric column and often an increase of particulate matter (PM10) at the ground level. For this reason, they have an important impact on Mediterranean site. The area was selected as the Sahara desert and the eastern Mediterranean, where an intense dust event occurred during the period 6–8 April 2013. As the first step, synoptic analysis of this episode is performed for the period of 7–8 April 2013. Synoptic analysis and satellite based model forecasts showed the Egyptian deserts as dust source region. Dust plumes hovered off the coasts of Egypt on April 7 and spanned Cyprus and the sea’s eastern shoreline the following day, reaching as far north as Turkey. The NMMB/BSC-Dust model captured these high values as good matched with the MODIS on NASA’s Aqua satellite. It was observed that the NMMB/BSC-Dust model produces well predictions for dust transport and can be used for early warnings in Turkey.

Keywords: desert dust, atmospheric transport, dust modelling, satellite aerosol data

Anahtar Kelimeler

• desert dust, atmospheric transport, dust modelling, satellite aerosol data

TOZ TAŞINIMI OLAYININ UZAKTAN ALGILAMA VE SAYISAL TAHMİN MODELİ İLE ANALİZİ

Öz

Afrika çöllerinde gerçekleşen toz taşınımları, atmosfer aerosol konsantrasyonunda ve yer seviyesi partikül madde (PM10) değerlerinde yoğun artışa sebep olmaktadırlar. Bu nedenle Afrika kaynaklı toz taşınımları, Akdeniz üzerinde önemli etkilere sahiptirler. Bu çalışmada, 6-8 Nisan 2013 döneminde Afrika üzerinden Doğu Akdeniz’e doğru gerçekleşen toz taşınım olayı incelenmiştir. İlk adım olarak, 7-8 Nisan 2013 dönemi sinoptik açıdan analiz edilmiştir. Yapılan sinoptik analizler ve uydu gözlemlerine dayanan model sonuçları, toz taşınımının kaynak alanının Mısır çölleri olduğunu göstermiştir. Mısır üzerinden hareketlenen çöl tozları, Kıbrıs ve Akdeniz’in doğu kıyılarını süpürerek kaynak sahasından ayrıldıktan bir gün sonra Türkiye’nin kuzeyine ulaşmıştır. Tahmin modeli çıktıları bu toz taşınım olayını saptamış ve NASA’nın MODIS/Aqua uydusu ile de iyi eşleşme göstermiştir. NMMB/BSC-Dust tahmin modelinin, toz taşınımı için iyi tahmin ürettiği ve ülkemiz açısından erken uyarılarda kullanılabileceği görülmektedir.

Anahtar Kelimeler: çöl tozu,  atmosferik taşınım, toz modellemesi, uydu aerosol verisi

 

Anahtar Kelimeler

• çöl tozu, atmosferik taşınım, toz modellemesi, uydu aerosol verisi

Kaynakça

1. Almazroui, M., Awad, M. A., Islam, M. N., Al-Khalaf, A.K., 2014. ‘A climatological study: wet season cyclone tracks in the East Mediterranean region’. Theoretical and Applied Climatology, 10.1007/s00704-014-1178-z.
2. Badarinath, K. V. S., Kharol, S. K., Kaskaoutis, D. G., Sharma, A. R., Ramaswamy, V., and Kambezidis, H. D., 2010. ‘Long-range transport of dust aerosols over the Arabian Sea and Indian region: A case study using satellite data and ground-based measurements’. Global and Planetary Change, 72(3), 164–181.
3. Goudie, A.S., Middleton, N.J., 2001. ‘Saharan dust storms: nature and consequences’. Earth-Science Reviews 56, 179–204.
4. Gullu, G. H., Olmez, I., Aygun, S., Tuncel, G., 1998. ‘Atmospheric trace element concentration over the eastern Mediterranean Sea: factors affecting temporal variability’. Journal of Geophysical Research 103, 21943-21954.
5. Hsu, N. C., Tsay, S. C., King, M. D., Herman, J. R., 2006. ‘Deep Blue retrievals of Asian aerosol properties during ACE-Asia’. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 44(11): 3180–3195. Article ID 1717707,
6. IPCC, 2007. Summary for policymakers in Climate Change 2007: the Physical Science Basis. Cambridge University Press, New York, NY, USA.
7. Jickells T. D., An Z. S., Andersen K. K., Baker A. R., Bergametti G., Brooks N., Cao J. J., Boyd P.W., Duce R. A., Hunter K. A., Kawahata H., Kubilay N., laRoche J., Liss P. S., Mahowald N., Prospero J. M., Ridgwell A. J., Tegen I., Torres R., 2005. ‘Global iron connections between desert dust, ocean biogeochemistry, and climate’. Science, 308, no. 5718, pp. 67–71.
8. Torres, O., Bhartia, P. K., Herman, J. R., Ahmad, Z., Gleason, J., 1998. ‘Derivation of aerosol properties from satellite measurements of backscattered ultraviolet radiation’ Theoretical basis, J. Geophys. Res., 103, 17,099 – 17,110.

9. Levy R. C., Remer, L. A., Tanre D., Kaufman, Y. J., Ichoku C., Holben, B. N., Livingston, J. M., Russell, P. B. and Maring H., 2003. ‘Evaluation of the moderate-resolution imaging spectroradiometer (MODIS) retrievals of dust aerosol over the ocean during PRIDE’. Journal of Geophysical Research D, vol. 108, article 8594, no. 19, 13 pages.
10. Levy, R. C., Remer, L. A., Kleidman, R. G., Mattoo, S., Ichoku, C., Kahn, R., and Eck, T. F., 2010. ‘Global evaluation of the Collection 5 MODIS dark-target aerosol products over land’. Atmos. Chem. Phys., 10, 10399–10420.
11. Perez, C., Haustein, K., Janjic Z., Jorba, O., Huneeus, N., Baldasano, J. M., Black, T., Basart S., Nickovic, S., Miller, R. L., Perlwitz, J. P., Schulz, M., and Thomson, M., 2011. ‘Atmospheric dust modeling from meso to global scales with the online NMMB/BSC-Dust model – Part 1: Model description, annual simulations and evaluation’. Atmos. Chem. Phys., 11, 13001–13027.
12. Lohmann, U. J. Feichter, 2005. ‘Global indirect aerosol effects: a review’. Atmospheric Chemistry and Physics, vol. 5, no. 3, pp. 715–737.
13. Prospero, J. M., Ginoux, P., Torres, O., Nicholson, S. E., and Gill, T. E., 2002. ‘Environmental characterization of global sources of atmospheric soil dust identified with the Nimbus 7 Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) absorbing aerosol product’. Reviews of Geophysics, vol. 40, no. 1.
14. Şengün, M.T. ve Kıranşan, K., 2013. ‘Sahra Çölü Tozlarının Akdeniz Havzasına Etkisi’. 3. Uluslararası Coğrafya Sempozyumu– GEOMED 2013 Bildiriler Kitabı, 582-596, Kemer, Antalya.