Støvstorme og dalfeber i det amerikanske vest

Dalfeber er en farlig trussel mod menneskers sundhed - og sager er stigende i det tørre sydvestlige USA, som vind fra stigende støvstorme kan transportere svampesporerne, der forårsager sygdommen. Dalfeber er forårsaget af Coccidioides -svampen, som vokser i snavs og marker og kan forårsage feber, udslæt og hoste. Ved hjælp af NASA -forskning og satellitdata, Verdens meteorologiske organisation raffinerer sit advarsels- og vurderingssystem for sand- og støvstormvarsling for at hjælpe med at forudsige, hvor støvrisikoen er størst.

George Mason University's Daniel Tong, en af ​​de første forskere, der opdagede sammenhængen mellem støvstorme og dalfeber, leder et NASA-finansieret team til at spore den luftbårne spredning af delfeber over USA for første gang.

Der er omkring 15 tusind tilfælde af dalfeber i USA hvert år, og cirka 200 dødsfald, ifølge U.S.Centers for Disease Control (CDC). Finansieret af NASAs Earth Science Division, Tongs team hjælper med at spore sygdomsrisiko for epidemiologer, sundhedsudbydere og beslutningstagere i folkesundheden.

"Vores papir var det første, der afslørede det positive forhold mellem støvstorme og dalfeber, "sagde Tong." Så nu stiller vi spørgsmålet:Hvordan kan vi opdage det støv i luften? "

Tong og hans team kombinerer NASA-satellitdata og avanceret computermodellering med hjemmelavede støvfangere lavet af pander til bagning af kager og kugler. Tidligere har støvprøver på stedet var kun tilgængelig via dyre skærme, såsom dem, der bruges af CDC. Når de havde brug for flere sensorer til at dække eksponering over et stort område, teamet indså, at de kunne udvikle deres egne metoder til at fange luftbåren snavs for en brøkdel af omkostningerne.

En sådan metode indebærer at fylde en købt bageplade-den slags der bruges til at bage en hjemmelavet fødselsdagskage-med marmor. Når vinden passerer over kuglenes ujævne overflade, den afbrudte strøm får luften til at frigive støv og sporer, den bærer. Når sedimentet falder gennem lagene af kugler til bunden af ​​gryden, den er beskyttet mod at blive taget op af vinden igen, opbevares sikkert, indtil forskerne kommer for at indsamle flere ugers prøver ad gangen.

Støvprøverne sendes til George Mason University i Fairfax, Virginia, med forskningsstøtte fra George Mason University's Institute for a Sustainable Earth. Det er et af de få institutter i landet, der kan udføre DNA -sekventering for at identificere Coccidioides -svampen i støv.

Mens teamet indsamler data på jorden, NASA -satellitter arbejder hårdt på at få udsigten ovenfra. Tongs team anvender data fra instrumenterne Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) ombord på NASA -satellitterne Terra og Aqua. Disse data viser sandsynlige levesteder for denne svamp, fordi de overvåger vegetation og jordfugtighed, afslører, hvor betingelserne er modne for svampevækst og spredning af tørt støv.

I øjeblikket bruger teamet disse oplysninger om lokal plantevækst som et mål for at identificere sandsynlige støvkildeområder. De arbejder på at kaste mere lys over de fysiske og biologiske processer for svampens spredning, som Tong siger er vigtige oplysninger for forskere og sundhedsembedsmænd at have. Men det er lettere at spore støvstormers bevægelse gennem luften ved hjælp af NASAs jordobservationsinstrumenter - som MODIS - som også kan registrere lyset, der reflekteres fra de små partikler, når de fejes hen over landet. Disse sande farvestøvobservationer fra MODIS hjalp endda med at "træne" modeller udviklet af teamet til at vurdere, hvordan hyppigheden af ​​støvstorme ændrer sig.

"Vi har en satellituddannet algoritme udviklet med støtte fra NASA til at se på de langsigtede data om støvstorme, "Tong sagde." Vi var overraskede over at se støvstorme i det amerikanske sydvest stige 10 gange hurtigere end det globale niveau i løbet af de sidste par årtier, forårsager stigende risiko for lokalsamfund. "

Through the 1930s, dust storms in the Western U.S. famously destroyed farms and forced families to abandon homes. "Climate change is bringing that threat back, " warned Tong. "Global climate models predict the west and southwest will become drier and drier, meaning we could have dust bowls—plural."

Tong says that with more dust storms there will be more instances of Valley fever. For reasons that are not well understood, some people are more susceptible to the effects of Valley fever than others. Only 40 percent of people infected have symptoms, and 8 percent of those go to the hospital. "There's no vaccine—the fungus lives with you for the rest of your life, " said Tong. "Those infected are paying about US $50, 000 per hospital visit, and a quarter of those people have to go ten times or more."

Tong's team collaborates with the federal CDC as well as state and local public health officials in New Mexico, California and Arizona. As the threat of Valley fever rises, local health officials hope Tong's research will continue to uncover ways to track its dangerous spread.

"Now that we're beginning to understand the risk to public health, the scientific community is really coming together, " said Tong. "They're very curious, going out of their own way to help. I feel very lucky to have this support."

The team is working with local agencies to place the sensors in areas with frequent dust storms to see where Valley fever might be affecting the most people. Local health agencies like the Pinal County Public Health Department in Arizona and community physicians are already incorporating these data to inform health and safety measures like increased testing and public education.

Næste, the National Weather Service (NWS) and the Pan American Health Organization (PAHO) are working to incorporate this research to improve dust forecasting for everything from air quality to visibility for transportation. "We aim to bring longevity to this project, " Tong said, "so people can continue using this research to protect public health in the future.

For communities in the southwest, that means informing public health decisions in the face of increasing dust storms in the future.