Sahra Tozu Nedir? Özellikleri ve Çevreye Etkisi Nelerdir?

Afrika’nın batı kıyısını ve Atlantik Okyanusu’nu geçen tek fırtına kasırga değildir. Sahra toz fırtınaları, Sahra Çölü’nün yüzeyinden gelen rüzgârla savrulan büyük kum ve silt bulutları şeklindedir. Her yıl, Atlantik’i geçerek Avrupa, Akdeniz, Karay 0ipler ve Kuzey Amerika’ya 180 milyon tondan fazla mineral bakımından zengin Sahra tozu taşımaktadır.

Sahra Tozu Tüyleri Nasıl Oluşur?​

Tipik olarak ilkbaharın sonundan sonbaharın başlarına kadar meydana gelen Sahra tozları, tropik dalgalar yani uzun alçak basınç alanlarında Sahra Çölü’nün güney kenarı boyunca hareket ettiğinde oluşur. Bu tropik dalgalar hareket ederken, havaya toz ve kum bulutlarını fırlatırlar ve bu toz biriktikçe, Sahra Hava Katmanı (SAL) olarak bilinen çok kuru, tozlu, ılık 2 ila 2,5 mil kalınlığında bir hava kütlesi oluşturur. Çöl yüzeyinin bir mil kadar üzerinde bulunan SAL, atmosfere 5.000 ila 20.000 fit irtifalara uzayabildiğinden, Dünya’nın doğudan batıya esen rüzgârları tarafından kıyıdan uzaklara sürüklenmek için mükemmel bir konum oluşturur.
SAL salgınları bir veya iki gün sürme eğilimindedir, sonra durur ve tekrar devam eder. Haziran ve Ağustos’un en yoğun SAL aylarında her üç ila beş günde bir batıya doğru (Amerika Birleşik Devletleri’ne doğru) hareket eden bir dizi toz bulutuna neden olur. Mesela Haziran 2020 yılında tarihi bir toz bulutu 4 gün boyunca sürekli toz emisyonlarına neden olmuştur. Uzun süren bu sahra tozları olağanüstü derecede yoğundur ve Afrika kıtasından Meksika Körfezi’ne kadar 5000 millik bir mesafeyi kapsamıştır. Kabaca Teksas’tan Kuzey Carolina’ya kadar ABD semalarını kaplamıştır.

Sahra Tozunun Özellikleri​

Sahra tozu, kuvars (SiO 2) gibi silikatlar dahil olmak üzere çeşitli minerallerden oluşur. Silikatların yanı sıra en bol bulunan bileşenler kil mineralleridir, örneğin kalsit karbonatlar, (CaCO 3 ), hematit demir oksitler, (Fe 2 O 3 ), tuzlar ve fosfatlar gibi. Tahmin edebileceği gibi, sahra tozuna koyu sarı rengini veren demir oksitlerdir. Geçmişteki kayalardan inen bu mineral tortuların boyutları, çapı 10 mikronun üzerinde olan kaba büyük tanelerden (PM10 ve daha büyük) çapı 2,5 mikrondan daha küçük olan ince tanelere (PM2.5 ve daha küçük) kadar değişir. Epidemiology dergisindeki bir makaleye göre, batı Atlantik’e ulaşan toz aerosollerinin %99,5’i ultra ince tiptir, ayrıca 2.000 ila 6.000 mil uzunluğundaki yürüyüşte daha büyük parçacıklar yerçekimi tarafından daha önce elenir.

Sahra Tozlarının Çevresel Etkileri​

Mineral bakımından zengin toz bazı yerlere serpilirken, hava, kara ve okyanus ile hem faydalı hem de zararlı olacak şekilde sayısız yolla etkileşime girer. Örneğin, Sahra tozundaki demir ve fosfor, uygun büyüme için bu mikro besinlere ihtiyaç duyan karadaki ve denizdeki (fitoplankton gibi) bitkileri gübreler. Diğer yandan, çok fazla fosfor veya demir, tuzlu su ve tatlı su alglerini aşırı beslerse, zararlı alg patlamaları meydana gelebilir.
2017’den 2018’e kadar, Güneybatı Florida kıyılarındaki kırmızı gelgit organizması Karenia brevis’in çiçeklenmesi suları çamurlu bir kırmızı renge çevirmiş, sayısız balık, deniz kuşu ve deniz memelisini, yutulabilen ve solunabilen toksinlerine maruz bırakmıştır. İnsanlarda bu tür toksinler, solunum yolu tahrişinden gastrointestinal ve nörolojik etkilere kadar değişen semptomlara neden olabilir.

Hava Etkileri​

Sahra tozu da havayı etkileyebilir ve özellikle yakın Avrupa’da sağanak veya gök gürültülü fırtınalarla karışırsa, kan yağmuru doğa olaylarını tetikleyebilir, bununla birlikte yağmur damlalarının pas renkli toz taneleri üzerinde yoğunlaşmasıyla sonuçlanan kırmızı renkli yağışlara neden olur. SAL ile ilişkili kuru, rüzgârlı koşullar da kasırga aktivitesini bastırır ve havası tropikal siklonların gerektirdiği nemin yarısını içermekle kalmaz, aynı zamanda güçlü dikey rüzgâr kesmesi bir fırtınanın yapısını tam anlamıyla parçalayabilir. Toz bulutunun izindeki deniz yüzeyi sıcaklıkları da fırtınayı güçlendirmek için çok soğuk olabilir. Normalden 1,8 derece F’ye kadar daha soğuktur, çünkü toz, güneş ışığını Dünya yüzeyinden uzağa yansıtan bir kalkan görevi görür.
Sahra tozu sadece daha fazla güneş ışığını yansıtmakla kalmaz, aynı zamanda daha fazlasını da saçar. Bu, muhteşem gün doğumu ve gün batımına yol açar, çünkü mor ve mavi ışık dalgalarını gözlerimizden uzaklaştıran moleküller ne kadar fazlaysa, sabahları ve gündüzleri normalde görülen kırmızı ve turuncu ışık dalgaları o kadar katkısız ve dolayısıyla o kadar canlı olur.

Uydular Aracılığıyla Sıra Dışı Sahra Toz Bulutu Takibi​

Her yaz rüzgâr, kuzey Afrika’daki sıcak ve kuru Sahra Çölü’nden Atlantik Okyanusu boyunca büyük miktarlarda çöl tozu parçacıkları taşınır. Copernicus Sentinel uydularından ve ESA’nın Aeolus uydusundan elde edilen veriler, toz bulutlarının Atlantik boyunca yolculuğunda Godzilla olarak adlandırılan 2020 yılında ki yaz toz bulutunun kapsamlı görüntüleri elde edilmiştir. Bu Sahra toz fırtınası, tipik olarak ilkbahar sonu ile sonbahar başı arasında oluşan ve Haziran sonundan Ağustos ortasına kadar zirveye ulaşan Sahra Hava Katmanı olarak da bilinir. Afrika çölünden gelen büyük miktarlardaki toz parçacıkları, yere yakın kuvvetli rüzgârların yanı sıra gök gürültülü fırtınalar tarafından kuru havaya sürüklenir.


Toz, hava kütlelerinin ne kadar kuru, hızlı ve türbülanslı hale geldiğine bağlı olarak günler veya haftalar boyunca dolaşabilir. Daha yüksek troposferdeki rüzgârlar, tozu Atlantik Okyanusu boyunca Karayipler ve Amerika Birleşik Devletleri’ne doğru yöneltir. Bu meteorolojik fenomen her yıl meydana gelse de, Haziran 2020 bulutunun boyutu ve kat edilen mesafe nedeniyle olağandışı olduğu bildirilmektedir. NOAA Atlantik Oşinografik ve Meteorolojik Laboratuarı göre, yaklaşık 20 yıl öncesinden başlanan kayıtlardan bu güne kadar elde edilen verilere bakıldığında, 2020 yılında ki toz bulutu diğerlerine göre etrafında 60-70% daha tozlu olduğudur.
1 Haziran’dan 26 Haziran 2020’ye kadar Atlantik Okyanusu boyunca batıya doğru hareket eden Sahra toz bulutlarından aerosollerin yayılması kayıt edilmiştitr. Normalde, sahra toz bulutları atmosferde dağılır ve Amerika’ya ulaşmadan önce Atlantik’e batar. Ancak 2020 yılında, yoğun toz konsantrasyonu yaklaşık 8000 km yol kat etmiş, Karayipler ve güney Amerika Birleşik Devletleri yakınlarına ulaşmıştır. 19 Haziran 2020’de Aeolus uydusu ve Copernicus Sentinel-5P uydusundan alınan verilerde Aeolus’un aerosol ve bulut bilgileri, Atlantik üzerindeki yükselen Sahra toz bulutu, floresan sarı ve yeşil renkteki temel Sentinel-5P aerosol indeksidir.
Aeolus verileri, toz tabakasının hareket ettiği yüksekliği belirleyebildiği için, aşağıya bakan görüntüleyicilere kıyasla aerosol tabakasının yüksekliği ve dikey kapsamı hakkında değerli bilgiler sağlar. Örneğin Aeolus verileri, tozun çoğunun yerden 3-6 km yükseklikte olduğunu göstermektedir. Bu veriler, örneğin Copernicus Atmosfer İzleme Hizmeti tarafından toz tabakasının ne kadar uzağa gideceğini, nasıl gelişeceğini ve dolayısıyla yerel olarak sahip olacağı etkileri tahmin etmek için kullanılan hava kalitesi modelleri için son derece önemlidir.

Farklı uydular, zengin bir tamamlayıcı bilgi sağlayan bireysel araçlar taşır. Copernicus Sentinel-5P uydusu dünya çapında çok sayıda hava kirleticisini haritalarken, Aeolus, Dünya’nın rüzgârının küresel ölçekte profillerini elde eden ilk uydu görevidir. Aeolus ayrıca aerosol ve bulut katmanlarının dikey dağılımı hakkında bilgi sağlar. Uydu verilerinin bu kombinasyonu, bilim adamlarının Sahra Hava Katmanı hakkındaki bilgilerini geliştirmelerine ve tahmincilerin daha iyi hava kalitesi tahminleri sağlamasına olanak tanır.