Hvordan kan vi afbøde virkningerne af støvstorme?

I løbet af den sidste måned, dele af Europa blev ramt af intense støvstorme. Først, en massiv støvfane, der stammer fra det nordøstlige Algeriet, forårsagede rødlig himmel i store dele af Europa. Derefter, støvaflejringer farvede de snedækkede Pyrenæer og Alperne brune. I slutningen af ​​februar, et støvudbrud fra Sahara ramte De Kanariske Øer alvorligt, før det tog mod det kontinentale Europa, når så langt nordpå som Skandinavien.

Selvom en sådan intens og vedvarende støvaktivitet er usædvanlig, det er ikke ualmindeligt, at Europa oplever nogle få store støvudbrud hvert år.

Hvorfor er støv et problem?

Ørkenstøv dannes ved vinderosion af tørre og halvtørre overflader. Det påvirker vejret, klima og atmosfærisk kemi, leverer jern og fosfor til land- og havøkosystemer, og øger fotosyntesen og den biologiske produktivitet.

Selvom der er nogle positive effekter, overordnede støvstorme har alvorlige negative konsekvenser, især i lande i vindretning af større kilder i det nordlige Afrika, Mellem Østen, og Central- og Østasien. I sådanne regioner, de usædvanligt høje støvniveauer, der blev nået i Europa i februar, er almindelige.

Støvstorme øger øjeninfektioner og forekomsten af ​​respiratorisk og kardiovaskulær morbiditet og dødelighed, og er forbundet med forekomsten af ​​meningitis i det afrikanske Sahel. Intense udbrud kan forstyrre kommunikationen, gennemtvinge lukning af veje og lufthavne på grund af dårlig sigtbarhed, og kan skade dyrkningsarealer og husdyr.

Støv påvirker solenergiproduktionen ved at reducere overfladesolstråling og ved at samle sig på overfladen af ​​solpaneler. Støv aflejret på sne reducerer drastisk dets reflektionsevne og øger absorptionen af ​​solstråling, fører til en hurtigere smeltning af snepakken.

Afbøde kilder eller afbøde påvirkninger?

Kildeafbødning er mulig i områder, hvor vinderosion forværres af menneskelige aktiviteter, der forstyrrer jorden, herunder beskæring, husdyr græsning, rekreation og suburbanisering, og vandafledning til kunstvanding. Et klassisk eksempel er 1930'ernes "Dust Bowl" i High Plains i USA, hvor dårlig landforvaltningspraksis sammen med tørkens varighed førte til stærk vinderosion og støvstorme i et hidtil uset omfang.

Når støvkilderne er af naturlig oprindelse (f.eks. et ørkenområde), kildebegrænsning er mulig ved at stabilisere overfladen og udsætte hegn, når der blæses sand og støv udfordrer menneskelige aktiviteter. Imidlertid, hverken er gennemførlige eller ønskværdige i stor skala. Globalt, potentialet for kildebegrænsning er ret begrænset, hvilket gør påvirkningsbegrænsning endnu mere afgørende.

Afhjælpning af de negative virkninger af støvstorme, snarere end deres kilder, kræver overvågning, modellering, prognose- og tidlige varslingssystemer. De taktiske afbødningsapplikationer fokuserer på handlinger, der kan træffes på kort sigt, når prognoser forudsiger en støvstorm på et bestemt sted og tidspunkt. For eksempel, støvprognoser kan hjælpe hospitaler med at forudse toppe i luftvejsrelaterede skadestuebesøg, optimere tidspunktet for plantning og høst af afgrøder, husdyrhold, administrere tidsplaner for solenergiproduktion og rengøring af solpaneler, og minimere den tid, hvor dårlig sigtbarhedsprocedurer i lufthavne er på plads.

Strategiske afbødningsapplikationer er dem, der er relateret til langsigtet planlægning og investeringer, såsom beslutningen om, hvor et solcelleanlæg skal placeres. En anden applikation er at hjælpe med vurderinger efter støvstorm, da regeringer og internationale institutioner har brug for at kende de præcise årsager til forringelse af luftkvaliteten, epidemiske udbrud eller afgrødeskader. Endelig, videnskabelige samfund, såsom folkesundhedssamfundet, har brug for rumligt og tidsmæssigt løste støvdata for at vurdere støvpartiklernes virkning på en række lidelser.

Muligheder for modellering og prognose

Der er en enorm indsats for at udvikle pålidelige globale og regionale støvmodeller og prognoser til afbødning af påvirkninger, for eksempel ved World Meteorological Organization's Sand and Dust Storm Warning Advisory and Assessment System Regional Center for Northern Africa, Mellemøsten og Europa.

Støvmodeller bruger matematiske og numeriske teknikker til at simulere den atmosfæriske støvcyklus – herunder hvordan støv udsendes, transporteres og deponeres, og også hvordan det interagerer med solstråling og skyer.

For at beregne støvemissioner, vi bruger inputparametre - overflade, jordbund og meteorologiske træk. Imidlertid, emissionsordningernes succes er begrænset af parameterusikkerheder, herunder dem, der er relateret til rumlige og tidsmæssige heterogeniteter. Ja, på grund af det ikke-lineære forhold mellem vind- og støvmobilisering, små fejl på overfladevindhastigheden i modeller kan føre til store fejl i forudsagte støvemissioner. De processer, der styrer aflejringen af ​​støvpartikler, især dem, der er grove, er også behæftet med betydelig usikkerhed.

Alt i alt, støvmodeller viser relativt god adfærd, når støvudbrud er forårsaget af synoptiske systemer – dvs. med funktioner omkring 1, 000 kilometer på tværs eller mere. Et godt eksempel er den vellykkede forudsigelse af februar-begivenhederne i Europa med hensyn til timing og geografisk udvidelse.

Udfordringer forude

I modsætning, repræsentationen af ​​haboobs – enorme vægge af blæsende sand og støv produceret af kraftige nedløb, der regelmæssigt forekommer i tørre og halvtørre områder – kræver eksplicit at løse konvektion, hvilket repræsenterer en formidabel udfordring.

Støvprognoser, der bruger faktiske satellit-aerosoldata, klarer sig bedre end prognoser, der kun afhænger af modellering for at definere startbetingelser. Yderligere forbedringer af globale observationssystemer og assimileringsteknikker viser yderligere spændende perspektiver.

Ud over model- og prognoseforbedringer, effektivt at afbøde de negative virkninger af støvstorme kræver mere arbejde. Den begrænsede integration af kvantitativ støvinformation og prognoser i praksis og politik skyldes ofte en manglende forståelse af stormens præcise indvirkning på visse sektorer. Andre faktorer omfatter behovet for produkter, der er skræddersyet til specifikke applikationer; den manglende bevidsthed, forståelse, kapacitet eller strukturer på plads til at bruge informationen; og den overordnede udfordring med at inkorporere usikker information eller prognoser i ledelsespraksis.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.