Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Natur

Hvorfor vi skal genoverveje, hvad vi ved om støv

Kredit:CC0 Public Domain

Du tænker måske på støv som en irritation at blive støvsuget og bortskaffet, men faktisk er det i større målestok langt vigtigere, end de fleste er klar over. Globalt spiller støv en afgørende rolle i reguleringen af ​​vores klima, strålingsbalance, næringsstofkredsløb, jorddannelse, luftkvalitet og endda menneskers sundhed.



Men vores forståelse af det er blevet hæmmet af begrænsninger i nuværende matematiske modeller. Disse modeller, der er bygget på metoder udviklet for årtier siden, kæmper for nøjagtigt at simulere støvets egenskaber og mængder.

Den seneste forskning fra mine kolleger og jeg kaster lys over disse begrænsninger og foreslår et mere nuanceret billede af støv. Vores resultater afslører, at støvemissioner ikke er konstante, men skifter sæsonmæssigt og mellem halvkugler, på tværs af ørkener og buskadser. Dette udfordrer den langvarige forestilling om, at Nordafrika og Mellemøsten er de dominerende kilder til globalt støv.

Ved at bruge to typer satellitdata tyder vores forskning på, at støvemissioner under støvstorme er sjældne og lokaliserede, ligesom lynnedslag, og forekommer på konstant skiftende steder.

Støvets kompleksitet

Støvemissions-, transport- og aflejringskredsløbet har positive og negative effekter på vores miljø. Næringsstoffer i aflejret støv befrugter vores have og regnskove. Men støv fra eroderet sediment kan også skade planter og træer og forstyrre fotosyntesen, mens støv aflejret på is øger hastigheden, hvormed det smelter.

Variationer i støvsammensætning, som mineraltype og farve, skaber en kompleks cocktail af partikler, der sprøjtes ind i atmosfæren. Dette interagerer igen med skyer for at påvirke, hvordan sollys reflekteres eller absorberes, hvilket i sidste ende regulerer Jordens temperatur.

Så det er vigtigt, at vi har en nøjagtig forståelse af, hvor støvemissioner kommer fra, i hvilke mængder, hvordan støv transporteres hen over planeten, og hvor det ender.

Støvemissionsmodeller blev udviklet for næsten 30 år siden, da der var langt færre data tilgængelige. Derfor gjorde disse nu klassiske støvcyklusmodeller nogle antagelser. En vigtig antagelse var, at Jordens landoverflade var ensartet dækket af evigt løst og tørt materiale, som altid var tilgængeligt og forårsagede støvemissioner.

En kæmpe støvstorm i Australien.

Men vi ved nu fra markmålinger, at jorde ofte er skorpe eller dækket af forskellige typer grus. Tærsklen for vinden til at løfte jorden og frigive den til atmosfæren blev også antaget at være fast og uændret over tid.

Vi ved også nu, at sediment bevæger sig rundt i landskabet og måske ikke altid er tilgængeligt. Vegetation, der dækker jorden, reducerer vindens hastighed, når den når jordoverfladen, hvilket så reducerer støvemissionen. Støvmodeller antager stadig, at "grønhed" indikerer tilstedeværelsen af ​​vegetation. Men i tørre områder, hvor der sker mest støvudledning, er vegetationen ofte brun, men dens ruhed reducerer stadig vindens hastighed og beskytter jorden mod støvudslip.

Som følge heraf har klassiske støvcyklusmodeller overvurderet mængden af ​​støvemission. Disse svagheder har eksisteret siden modellerne blev udviklet. Dette skyldes hovedsagelig, at modelbyggere antager, at de ved at justere deres støvcyklusmodeller til målingerne af støv i atmosfæren overvinder eventuelle svagheder i støvemissionsmodelleringen.

En ny tilgang

For næsten et årti siden udviklede vi en ny tilgang ved hjælp af skygge til at vurdere, hvor meget af vindens hastighed, der reduceres af ruhed, såsom vegetation, på jordens overflade. Denne tilgang var stadig begrænset af de tidligere beskrevne modelantagelser.

Men under pandemien blev traditionelle feltstudier umulige. Så vi har valgt en ny tilgang. Ved hjælp af satellitter producerede vi en global samling af støvemissionspunkter. Dette gav værdifulde data og banede vejen for yderligere forskning.

Vi fandt ud af, at eksisterende modeller overvurderede Nordafrikas rolle som den primære kilde til globale støvemissioner. Vores forskning viser, at støvemissioner skifter sæsonmæssigt og mellem halvkugler, fra ørkener i Østasien, Mellemøsten og Nordafrika samt buskområder i Australien og Nordamerika.

Nuværende modeller har kun leveret en brøkdel af historien baseret på støv i atmosfæren over Nordafrika og Mellemøsten. Lidt støvemission blev forudsagt at forekomme på den sydlige halvkugle. Men dette står i kontrast til feltobservationer og erfaringerne fra mennesker i disse regioner.

Disse nye resultater er afgørende for modeller i stor skala, fordi støvets egenskaber er forskellige afhængigt af, hvor de kommer fra. Ikke kun det, men støv kan ændre sig, når det transporteres inden for en halvkugle til forskellige destinationer, hvor det sætter sig på land, i vores oceaner og på iskapper.

Vores nye forståelse af støvfordeling, mængde og sæsonbestemte skift har betydelige konsekvenser. Det vil kræve revisioner af historiske rekonstruktioner, der forklarer tidligere klimaændringer. Vores resultater vil også påvirke fremtidige klimafremskrivninger, og hvordan støvets kredsløb interagerer med kulstof-, energi- og vandkredsløbene i Jordens systemer.

Leveret af The Conversation

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




Varme artikler