Πώς παράγεται η σκόνη της Σαχάρας
Το μεγαλύτερο μέρος της σκόνης της Σαχάρας παράγεται από «κρυφές καταιγίδες» ψηλά πάνω από την έρημο.
Όταν η σκόνη της Σαχάρας φτάνει στο Ηνωμένο Βασίλειο και την Ευρώπη, όπως έκανε ένα τεράστιο σύννεφο σε μέγεθος χώρας τις τελευταίες ημέρες, μπορεί να μεταμορφώσει τον ουρανό. Μικροσκοπικά σωματίδια που παρασύρονται στην ατμόσφαιρα σκεδάζουν το μπλε φως, ενώ επιτρέπουν στα κόκκινα και τα πορτοκαλί χρώματα να φτάσουν σε εμάς άθικτα, δημιουργώντας όμορφα ηλιοβασιλέματα.
Αλλά αυτές οι εντυπωσιακές οθόνες αποτελούν επίσης μια υπενθύμιση του πόσο συνδεδεμένη είναι η Γη. Η σκόνη που αιωρείται πάνω από το κεφάλι μου στην Αγγλία μπορεί να έμεινε στην ξηρή επιφάνεια της Σαχάρας για χιλιάδες χρόνια, προτού μια ριπή ανέμου την ανυψώσει στην ατμόσφαιρα και τη μεταφέρει χιλιάδες χιλιόμετρα βόρεια.
Την άνοιξη, η τεράστια διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της ήδη καυτής Σαχάρας και των ακόμη χιονισμένων βουνών στην Ευρώπη μπορεί να δημιουργήσει ισχυρά συστήματα χαμηλής πίεσης που σαρώνουν τη σκόνη προς τα βόρεια.
Αλλά αυτά τα γνωστά καιρικά συστήματα δεν ευθύνονται στην πραγματικότητα για το μεγαλύτερο μέρος της σκόνης της Σαχάρας. Αντίθετα, μεγάλο μέρος της παράγεται από ένα ειδικό είδος καταιγίδας στην έρημο - μια διαδικασία που τα κλιματικά μοντέλα δυσκολεύονται να προσομοιώσουν.
Όταν αντιμετωπίζουμε το ερώτημα πώς θα αλλάξουν οι εκρήξεις σκόνης καθώς θερμαίνεται το κλίμα, οι προσομοιώσεις από την τελευταία γενιά κλιματικών μοντέλων υποδηλώνουν ότι οι εκπομπές σκόνης από τη Σαχάρα θα μπορούσαν να αυξηθούν έως και 13% μέχρι το τέλος του αιώνα. Εάν οι άνεμοι πνέουν προς τη σωστή κατεύθυνση, αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι περισσότερη σκόνη θα φτάσει στην Ευρώπη.
Ωστόσο, η πραγματική ιστορία για το πώς παράγεται η σκόνη της Σαχάρας είναι πιο περίπλοκη - και πολύ πιο ενδιαφέρουσα.
Αναζητώντας τη μεγαλύτερη πηγή σκόνης στον κόσμο
Πριν από περίπου 20 χρόνια, εγώ και οι συνάδελφοί μου ταξιδέψαμε σε ένα από τα πιο απομακρυσμένα μέρη της Σαχάρας: την κοιλότητα Μποντελέ στο Τσαντ. Ένας δορυφόρος που προοριζόταν να μετρήσει και το όζον, κατά λάθος, φαινόταν ικανός να μετρήσει και σκόνη - και υπαινίχθηκε ότι αυτή η λεκάνη μπορεί να είναι η μεγαλύτερη πηγή αερομεταφερόμενης σκόνης στον κόσμο.
Εκείνη την εποχή, δεν υπήρχαν άμεσες μετεωρολογικές μετρήσεις - έτσι εγκαταστήσαμε όργανα σε όλη την έρημο για να μετράμε τους ανέμους και τις ατμοσφαιρικές συνθήκες. Ανακαλύψαμε έναν εκπληκτικό άνεμο συγκεντρωμένο ανάμεσα στα βουνά Τιμπέστι και Εννέντι, τον οποίο ονομάσαμε χαμηλού επιπέδου πίδακα Μποντελέ.
Κοντά στην επιφάνεια της Γης, ο άνεμος εκεί ξεπερνούσε τακτικά τα 16 μέτρα ανά δευτερόλεπτο-ένας «μέτριος ανεμοστρόβιλος» στην κλίμακα Μποφόρ, αρκετά ισχυρός ώστε να σηκώσει τεράστιες ποσότητες λεπτών ιζημάτων στην ατμόσφαιρα.
Αυτοί οι άνεμοι εξηγούν γιατί το Μποντελέ είναι μια τόσο μεγάλη πηγή σκόνης. Υπάρχουν πολλά τέτοια χαμηλού επιπέδου πίδακα σκόνης σε όλη τη Σαχάρα, αλλά κανένα τόσο μεγάλο όσο αυτό.
Στις μέρες μας, τα κλιματικά μοντέλα μπορούν να προσομοιώσουν αυτούς τους πίδακες. Ενώ συνήθως υποτιμούν την ισχύ τους, αυτά είναι ανεκτά σφάλματα - το μοντέλο τουλάχιστον προσομοιώνει τον μηχανισμό που παράγει τη σκόνη.
Ωστόσο, στις αρχές της δεκαετίας του 2010, όταν στρέψαμε την προσοχή μας στις καλοκαιρινές καταιγίδες σκόνης αλλού στη Σαχάρα, η ιστορία έγινε πολύ πιο εκπληκτική.
Οι κρυφές καταιγίδες που σηκώνουν το μεγαλύτερο μέρος της σκόνης της Σαχάρας
Κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, οι μεγαλύτερες πηγές σκόνης μετατοπίζονται δυτικά, σε χώρες όπως η Αλγερία, το Μάλι, ο Νίγηρας και η Μαυριτανία. Για να κατανοήσουμε τι προκαλεί αυτές τις εκπομπές, αναπτύξαμε περίπου 30 τόνους μετεωρολογικού εξοπλισμού σε όλη την περιοχή, με τη βοήθεια της μετεωρολογικής υπηρεσίας της Αλγερίας.
Αυτό είχε μερικά συναρπαστικά αποτελέσματα - κυρίως: περίπου το 80% των εκπομπών σκόνης από τη Σαχάρα το καλοκαίρι προέρχεται από καταιγίδες.
Αυτές είναι ειδικές καταιγίδες . Επειδή ο αέρας της Σαχάρας είναι τόσο ξηρός, τα σύννεφα συχνά βρίσκονται σε ύψος μεγαλύτερο των 5 χιλιομέτρων πάνω από την επιφάνεια. Η βροχή που πέφτει από αυτές τις καταιγίδες συνήθως εξατμίζεται πολύ πριν φτάσει στο έδαφος.
Η εξάτμιση ψύχει τον περιβάλλοντα αέρα, ο οποίος γίνεται πυκνός και βυθίζεται προς τα κάτω, εξαπλώνοντας γρήγορα όταν χτυπά την επιφάνεια. Καθώς εξαπλώνεται στο έδαφος της ερήμου, αυτό το τείχος ανέμου ξύνει τεράστιες ποσότητες σκόνης.
Χρησιμοποιώντας δορυφόρους, εντοπίσαμε περισσότερα από 1.500 από αυτά τα συμβάντα . Πολλά διανύουν εκατοντάδες χιλιόμετρα στην έρημο, κυρίως τη νύχτα, σηκώνοντας τεράστια σύννεφα σκόνης. Στην πραγματικότητα, αυτές οι «ξηρές καταιγίδες» φαίνεται να ευθύνονται για τη συντριπτική πλειοψηφία της σκόνης της Σαχάρας που παράγεται κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού.
Τα παγκόσμια κλιματικά μοντέλα που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση των μελλοντικών επιπέδων σκόνης είναι πολύ ισχυρά. Ωστόσο, δεν μεγεθύνουν αρκετά ώστε να προσομοιώσουν μεμονωμένες καταιγίδες ή τις συγκεντρώσεις κρύου αέρα που παράγουν. Με άλλα λόγια, τα μοντέλα που υποδηλώνουν ότι οι εκπομπές σκόνης από τη Σαχάρα θα μπορούσαν να αυξηθούν κατά 13% δεν προσομοιώνουν τις διαδικασίες που ευθύνονται εξαρχής για το μεγαλύτερο μέρος της σκόνης από τη Σαχάρα.
Αντίθετα, συνήθως συντονίζονται ώστε να αντιστοιχούν στις συγκεντρώσεις σκόνης που μετρώνται από αραιά δίκτυα παρακολούθησης μακριά από τις πηγές της σκόνης. Αυτό σημαίνει ότι δεν μπορούμε να βασιστούμε σε αυτά τα συγκεκριμένα εργαλεία.
Υπάρχει, ωστόσο, ελπίδα. Μια νέα γενιά κλιματικών μοντέλων πολύ υψηλής ανάλυσης που «επιτρέπουν τη μεταφορά» όντως προσομοιώνουν καταιγίδες και, με την πάροδο του χρόνου, θα μας παράσχουν καλύτερες εκτιμήσεις για το μέλλον.
Η κλιματική αλλαγή θα μπορούσε επίσης να επηρεάσει τις ίδιες τις καταιγίδες. Μια θέρμανση της Μεσογείου μπορεί να τραβήξει τους μουσώνες της Δυτικής Αφρικής βορειότερα , για παράδειγμα, στη Σαχάρα, δημιουργώντας ενδεχομένως ευνοϊκότερες συνθήκες για καταιγίδες που παράγουν σκόνη.
Το πώς ακριβώς θα εξελιχθεί αυτό παραμένει ανοιχτό ερώτημα. Προς το παρόν, τα ηλιοβασιλέματα της Σαχάρας στην Ευρώπη αποτελούν μια υπενθύμιση ότι η ατμόσφαιρα γύρω μας συνδέεται με μακρινές ερήμους - και ότι ορισμένες από τις πιο σημαντικές διεργασίες που συνδέουν τα δύο εξακολουθούν να αποκαλύπτονται.
Richard Washington
Professor of Climate Science, University of Oxford
https://theconversation.com/most-saharan-dust-is-generated-by-hidden-thunderstorms-high-above-the-desert-277778