KevÀÀllÀ ja kesÀllÀ on yleistÀ, ettÀ Euroopassa, mukaan lukien Ranskan mantereella, auto on peittynyt ohuella kerroksella valkoista tai kellertÀvÀÀ pölyÀ, jonka alkuperÀ on Saharan pölymyrsky.
Hiekkamyrsky El Fasherissa Pohjois-Darfurissa.
UNAMID /Foter, CC BY-NC-ND
Pölymyrskyt syntyvÀt, kun voimakkaat tuulet puhaltavat maaperÀstÀ, joka koostuu "eroosioherkistÀ" ja "liikkuvista" materiaaleista, eli aineista, jotka ovat alttiita tuulen aiheuttamalle eroosiolle. TÀmÀ ilmiö on hyvin yleinen laajoilla autiomaa-alueilla, kuten Saharassa, jossa myrskyt voivat levitÀ satojen tai jopa tuhansien kilometrien pÀÀhÀn.
Itse asiassa autiomaissa tuuli ei vie hiekkaa pitkille matkoille, koska hiekansiemenet ovat suhteellisen raskaita ja putoavat maahan vain muutaman metrin pÀÀhÀn nostokohdasta. Tuuli nostaa hiekansiemeniÀ muutamasta sentistÀ muutamaan metriin korkeuteen, minkÀ jÀlkeen ne putoavat takaisin maahan. TÀmÀ aiheuttaa törmÀyksiÀ maassa olevien siementen kanssa, mikÀ murskaa ne pienemmiksi hiukkasiksi. TÀtÀ prosessia, jota kutsutaan saltationiksi, syntyy paljon kevyempiÀ autiomaapölyhiukkasia, jotka laskeutuvat hyvin hitaasti painovoiman vaikutuksesta.
Nostamisen jÀlkeen pölyt voivat jÀÀdÀ ilmaan useiksi pÀiviksi ja kulkeutua tuulen mukana useiden tuhansien kilometrien pÀÀhÀn, jopa napoille asti.
PölymyrskyillÀ on merkittÀviÀ vaikutuksia
Saharasta nostettavat erittÀin suuret pölymÀÀrÀt vaikuttavat merkittÀvÀsti ilmastoon ja maapallon jÀrjestelmÀÀn. Ne muuttavat voimakkaasti maapallon energiatasapainoa heijastamalla ja absorboimalla auringonvaloa ja infrapunasÀteilyÀ. Valon absorptio voi merkittÀvÀsti lÀmmittÀÀ ilmaa, jossa pölyt sijaitsevat, muuttaen siten tuulien kiertoa.Kun pölyt laskeutuvat maahan, ne ovat myös tÀrkeÀ mineraalilÀhde merellisille ja maallisille ekosysteemeille. LisÀksi autiomaapölymyrskyt heikentÀvÀt voimakkaasti ilmanlaatua ja nÀkyvyyttÀ Pohjois-Afrikassa, mikÀ voi merkittÀvÀsti vaikuttaa alueen vÀestöjen terveyteen hengityselinsairauksien pahentuessa.
Kuinka myrskyt syntyvÀt ja kehittyvÀt
Saharan keskiosassa pölyÀ nostetaan ilmakehÀÀn eniten kesÀllÀ. TÀnÀ aikana ilmakehÀn olosuhteet ovat voimakkaasti vaikuttaneet kosteuden tuontiin Guineanlahdelta afrikkalaisen monsoonin tuulien kautta.NÀmÀ kosteat ilmamassat nousevat korkealle, kun ne kohtaavat esteitÀ, kuten vuoria, tai kun ne kulkevat erittÀin heijastavien maapintojen yli, jotka tuottavat nousevia ilmavirtoja. TÀmÀ laukaisee erittÀin suurten ukkospilvien muodostumisen, joiden sateet jÀÀhdyttÀvÀt ilmaa jyrkÀsti haihtuessaan erittÀin kuuman autiomaan ilman kosketuksessa. KylmiÀ ilmakuplia syntyy erittÀin kuumassa ympÀristössÀ - jyrkkÀ tiheyserojen aiheuttama ilman liike tuottaa erittÀin voimakkaita tuulia.
NÀmÀ tuulet nostavat maassa olevia liikkuvia pölyhiukkasia ja muodostavat valtavia pölyseiniÀ. Yhteenvetona voidaan todeta, ettÀ trooppiset ukkosmyrskyt autiomaassa ovat pölymyrskyjen, joita kutsutaan "haboobeiksi" (arabian kielellÀ tarkoittaa "voimakasta tuulta"), alkuperÀ.
YmmÀrtÀÀ nÀmÀ myrskyt avaruudesta
NÀiden myrskyjen syntyÀ tunnetaan vielÀ melko huonosti: toisaalta niillÀ on satunnainen luonne ja ne laukaistaan monimutkaisilla dynaamisilla mekanismeilla; toisaalta ilmakehÀn olosuhteet tekevÀt havaintojen tekemisestÀ vaikeaa ja tutkimusmenetelmÀt ovat usein hyvin rajallisia autiomaalueilla.NÀillÀ alueilla satelliittihavainnoilla on keskeinen rooli, sillÀ ne mahdollistavat ilmakehÀÀn nostettujen pölymÀÀrien ja niiden kulkureittien tarkkailemisen. Kuitenkin tÀhÀn asti perinteiset satelliittihavainnot kuvaavat vain autiomaapölyn kaksidimensionaalista jakautumista vaakasuoralla kartoituksella, joka on tehty passiivisten antureiden avulla, jotka toimivat hyvin tehokkaiden valokuvauslaitteiden tavoin. Pystymme saamaan pystysuoraa tietoa myrskyn paksuudesta kÀyttÀmÀllÀ satelliitin mukana olevaa laseria, mutta tÀmÀ toimii vain satelliitin kulkiessa - jokainen havainto on noin 2000 km:n pÀÀssÀ pituusasteesta.
3D-ilmiöiden merkitys myrskyjen kehityksessÀ
Pölymyrskyt saavuttavat hyvin erilaisia alueita korkeudestaan riippuen, koska tuulen voimakkuus ja suunta vaihtelevat voimakkaasti pystysuunnassa. Samoin pölyjen ympÀristöön vaikuttavat vaikutukset riippuvat myös voimakkaasti niiden pystysuunnasta. Vain pinnan lÀhellÀ olevat pölyt vaikuttavat suoraan vÀestön elinoloihin heikentÀmÀllÀ ilmanlaatua ja nÀkyvyyttÀ.Pölyt voivat laskeutua pinnalle joko painovoiman vaikutuksesta, kun ne ovat kosketuksessa maahan, tai sateen pisaroiden huuhtelun vuoksi. Vaikutukset maapallon energiatasapainoon ja ilmakehÀn kiertoon keskittyvÀt pÀÀasiassa korkeuksiin, joissa pölyt sijaitsevat: ne absorboivat auringonvaloa ja siten lÀmmittÀvÀt ympÀröivÀÀ ilmaa.
LisÀksi tietomme Saharan autiomaapölyjen pystysuoran sekoittumisen mekanismeista on rajallista, johtuen havaintojen puutteesta ja vaikeuksista mallintaa niitÀ yhtÀlöiden tai numeeristen työkalujen avulla.
ĂskettĂ€iset tieteelliset tutkimukset ovat mahdollistaneet pölyjen kolmiulotteisen jakautumisen mittaamisen pölymyrskyjen syntyessĂ€ Saharan sydĂ€messĂ€ ensimmĂ€istĂ€ kertaa avaruudesta, erityisesti kesĂ€kuussa 2020 tapahtuneen laajan saharapölymyrskyn aikana, joka saavutti Karibian ja sitten Yhdysvallat.
NÀmÀ tutkimukset perustuvat innovatiiviseen menetelmÀÀn, jota on kehitetty Yliopistojen vÀlisessÀ ilmakehÀtutkimuslaboratoriossa, ja joka hyödyntÀÀ satelliittihavaintoja passiivisesta IASI-anturesta, joka mittaa valon intensiivisyyttÀ infrapunasÀteilyssÀ erittÀin tarkasti ja yksityiskohtaisesti aallonpituuden mukaan, eli valon vÀrin mukaan. IASI:n suuri etu on sen avaruuskattavuus: sen mittaukset kattavat koko maapallon pinnan kaksi kertaa pÀivÀssÀ, kun taas laser tutkii ilmakehÀÀ vain noin 2000 km:n vÀlein pituusasteella.
NÀmÀ mittaukset ovat herkkiÀ pölyjen pystysuoralle jakautumiselle, samalla kun ne ovat erittÀin yksityiskohtaisia vaakasuunnassa. NÀin saadaan 3D-nÀkymÀ pölyjen laajuudesta, mikÀ auttaa ymmÀrtÀmÀÀn dynaamisia mekanismeja, jotka ovat pölymyrskyjen taustalla Saharassa kesÀllÀ. Ne tarjoavat valtavan potentiaalin tutkia autiomaapölyjen pystysuoran sekoittumisen mekanismeja sekÀ alkuperÀisen tavan parantaa numeeristen mallien tarkkuutta pölyjen 3D-jakautumisen osalta.