W kierunku lepszego prognozowania niszczycielskich burz pyłowych

Depresja termiczna i większa podatność piasku na erozję w Syrii oraz aktywność konwekcyjna nad Irakiem doprowadziły we wrześniu 2015 r. do burzy pyłowej na całym Bliskim Wchodzie i na Cyprze. Burza spowodowała rekordowe zapylenie na Cyprze, gdzie grubość optyczna aerozoli przekroczyła 5,0 dla 550 nm.

Naukowcy, wspierani przez szereg finansowanych ze środków UE projektów, właśnie opublikowali artykuł w czasopiśmie »Atmospheric Chemistry and Physics«, w którym analizują przyczynę burzy i opisują aktualnie stosowaną metodologię prognozowania.

Stwierdzają, że pył został podniesiony przez cykloniczny przepływ i formację habuba. Habuby, lokalne i mezoskalowe prądy o gęstości atmosfery, które przemieszczają ogromne ilości pyłu, tworzą rozprzestrzeniającą się ścianę pyłu, która może rozciągać się na 2-3 km w troposferze. Powstające w ten sposób burze ograniczają widoczność, co skutkuje zakłóceniami w transporcie i innych rodzajach działalności, a także mają negatywny wpływ na zdrowie ludzi.

Zespół, wspomagany przez finansowane ze środków UE projekty BEYOND, ACTRIS-2, ECARS oraz MARCOPOLO, wyjaśnia, że porywanie pyłu w wolnej troposferze ma miejsce w burzliwym regionie czoła prądu zawiesinowego. To wywołuje wtórne komórki konwekcyjne wzdłuż ich szlaków, które mogą ewoluować w zdarzenia pyłowe na skalę synoptyczną. Pozostałości pyłu utrzymują się wysoko po spadku mas zimnego powietrza otoczonego powietrzem cieplejszym.

Prądy zstępujące są gęstsze od otaczającego powietrza i dlatego rozpościerają się przy uderzeniu o powierzchnię Ziemi, tworząc porywiste i turbulentne obszary graniczne. W czasie przemieszczania się nad nieosłoniętymi gruntami i pustynią, mogą podnosić osady. Wojna na północy Iraku i w Syrii doprowadziła do zmiany użytkowania gruntów, gdzie uprawy nie są już stale prowadzone, skutkując glebą bardziej podatną na erozję. Wszystkie czynniki łącznie mogą utworzyć rozprzestrzeniającą się ścianę pyłu.

Większość sposobów badania i prognozowania tego typu intensywnych burz pyłowych opiera się na pasywnej i aktywnej teledetekcji, takiej jak ta prowadzona przez European Aerosol Research Lidar Network i wysokorozdzielczych symulacjach modelowych. Zdarzenia konwekcyjne i powiązane z nimi porywy wiatru są trudne do modelowania, a prognozowanie tego rodzaju burz pyłowych również nie jest łatwe. Niemal wszystkie modele operacyjne rzeczywiście nie były w stanie przewidzieć zdarzenia z 2015 r.

A zatem, jak można prognozować tego typu zdarzenia?

Zdaniem naukowców kluczem do prognozowania tych zdarzeń za pomocą modeli atmosferycznych jest wykorzystanie przestrzennej siatki chmur. Zauważają jednak, że „siatkę o tak wysokiej rozdzielczości można stosować tylko na niewielkich obszarach ze względu na ograniczenia mocy obliczeniowej”. Twierdzą, że jest miejsce dla teledetekcji, takiej jak ta wykorzystująca obserwacje prowadzone za pomocą satelitów geostacjonarnych.

W artykule czytamy także, że mile widziane jest poszerzenie sieci Lidar na obszary zbliżone do źródła burz pyłowych, co może uzupełnić modelowanie poprzez prowadzenie „naziemnych obserwacji faktycznego stanu” pionowego profilu pióropuszy pyłów.

Więcej informacji:
witryna projektu BEYOND
witryna projektu ACTRIS-2
witryna projektu ECARS
strona projektu MARCOPOLO w serwisie CORDIS