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Une étude de la NASA prédit moins de poussière saharienne dans les vents futurs

En 2020, les températures de surface moyennes mondiales ont été les plus chaudes jamais enregistrées, à égalité avec 2016 comme l’année la plus chaude enregistrée. L’année dernière a également été la saison des ouragans la plus active à ce jour, avec de nombreuses tempêtes s’intensifiant rapidement. Les systèmes de température et de temps interagissent tous et sont influencés par une multitude de systèmes terrestres, chacun étant affecté par le réchauffement climatique.

SAHARA – L’un de ceux-ci est le transport mondial de panaches de poussière massifs d’un continent à un autre. En juin 2020, un panache de poussière «Godzilla» a voyagé du Sahara, le désert le plus vaste et le plus chaud de la planète, à travers l’océan Atlantique jusqu’en Amérique du Nord.

Alors que ce panache accrocheur a fait la une des journaux, les scientifiques de la NASA, en utilisant une combinaison de données satellitaires et de modèles informatiques, prédisent que les panaches de poussière annuels de l’Afrique diminueront en fait à un minimum au cours du prochain siècle en raison du changement climatique et du réchauffement des océans.

Le désert du Sahara est une superficie de 9 200 000 kilomètres carrés de terres arides qui s’étend sur la moitié nord de l’Afrique, dont la taille est légèrement plus petite que la zone continentale des États-Unis.

Plus de 60 millions de tonnes de sa poussière minérale chargée de nutriments sont soulevées dans l’atmosphère chaque année, créant une énorme couche d’air chaud et poussiéreux que les vents transportent à travers l’Atlantique pour fournir ces nutriments à l’océan et à la végétation en Amérique du Sud et dans les Caraïbes. .

Des recherches récentes de la NASA décrivent les liens de type domino entre les facteurs au-delà des frontières du désert et le développement de panaches de poussière. Celles-ci commencent par des différences de température entre l’Atlantique Nord et Sud, qui ont ensuite un impact sur les vents constants d’est en ouest de la région, ainsi qu’une bande tropicale de précipitations relativement élevées située près de l’équateur, qui ont toutes deux un impact sur les panaches de poussière annuels.

Soutenus par le programme de modélisation, d’analyse et de prévision (MAP) de la NASA et le programme des sciences des radiations, les scientifiques ont utilisé leur nouvelle compréhension de ces relations pour prévoir une réduction plus substantielle de l’activité des poussières que les études précédentes ne l’avaient prédit sur la base du réchauffement climatique anticipé.

Un passé poussiéreux

«À partir des observations au sol et des observations par satellite, nous voyons la variabilité de la poussière africaine», a déclaré Tianle Yuan, scientifique atmosphérique au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland.

«En fait, cela peut changer un peu, de mois en mois, de jour en jour, d’année en année, voire de décennie en décennie.»

Les récentes estimations de poussière sont dérivées des données collectées par les missions satellites de la NASA, notamment Terra, Aqua, Cloud-Aerosol Lidar et Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO), une mission conjointe entre la NASA et l’agence spatiale française, Centre National d’Etudes Spatiales.

Les chercheurs souhaitaient également voir si la relation entre la température moyenne mondiale et l’activité de la poussière saharienne se produisait dans le passé.

Les archives géologiques remontant à des milliers d’années aident à révéler les précipitations passées et les niveaux de nutriments alors que le Sahara traversait des changements environnementaux dramatiques.

Le pic du transport de poussière saharienne vers la côte orientale des Amériques a eu lieu il y a environ 12 000 à 17 000 ans, à la fin de la dernière période glaciaire. Puis commença la période humide africaine, au cours de laquelle la vaste étendue de désert était parsemée de lacs, de végétation et d’habitations humaines.

L’augmentation de l’humidité et de la vie végétale a stabilisé le sol et minimisé les panaches de poussière. «Le désert du Sahara était relativement humide à l’époque», a déclaré Yuan.

Les carottes de sédiments nord-africains au large des côtes et les relevés polliniques montrent qu’il y avait plus de précipitations et de végétation.

«La poussière était beaucoup plus rare»

Bien que le transport de poussière ait augmenté depuis lors, l’équipe de recherche a constaté que les processus naturels et l’activité humaine sont désormais susceptibles de ramener la Terre vers un minimum de poussière à mesure que le climat se réchauffe.

Les températures de surface de la mer ont un impact direct sur la vitesse du vent, de sorte que lorsque l’Atlantique nord se réchauffe par rapport à l’Atlantique sud, les alizés qui soufflent la poussière d’est en ouest s’affaiblissent.

En conséquence, les vents plus lents ramassent et transportent moins de poussière du Sahara. En plus de transporter moins de poussière, les vents affaiblis permettent également à la bande de pluie régulière qui traverse les tropiques de dériver vers le nord sur une plus grande partie du désert, ce qui amortit la poussière et l’empêche d’être emportée.

Moins de poussière dans l’air, qui peut réfléchir la lumière du soleil loin de la surface de la Terre comme un pare-soleil, signifie que plus de lumière et de chaleur atteignent l’océan, le réchauffant davantage.

Dans l’ensemble, cela crée une boucle de rétroaction des températures de surface de la mer chaudes conduisant à une réduction de la poussière et une réduction de la poussière contribuant à son tour à un réchauffement supplémentaire, se combinant pour avoir un impact sur le climat, la qualité de l’air et la formation de tempêtes et d’ouragans.

De la poussière aux impacts de poussière

«La poussière joue un rôle majeur dans le système terrestre», a déclaré Hongbin Yu, chercheur en atmosphère à Goddard. «Une diminution de la poussière à mesure que le climat se réchauffe peut avoir des influences profondes sur une variété de phénomènes, mais ces impacts potentiels peuvent être bons ou mauvais.»

Lors de son voyage à travers l’Atlantique, la poussière saharienne saupoudre dans l’océan, nourrissant la vie marine, et de même la vie végétale une fois qu’elle a touché terre. Les minéraux comme le fer et le phosphore dans la poussière agissent comme un engrais pour la forêt amazonienne, la forêt tropicale la plus grande et la plus riche en biodiversité de la planète.

Les pluies emportent un grand nombre de ces précieux nutriments du sol dans le bassin du fleuve Amazone, ce qui rend l’apport de nutriments en provenance d’Afrique important pour maintenir une végétation saine. Bien que le transport de la poussière en Afrique joue un rôle important dans la genèse des sols et le maintien de la végétation, Yu dit qu’il y a des effets négatifs parce que l’augmentation des nutriments peut entraîner des proliférations d’algues nuisibles au large des côtes de la Floride, et des maladies des récifs coralliens et la mort liée à la poussière.

Les résidents des Caraïbes pourraient également voir certains avantages, car moins de poussière signifie une meilleure qualité de l’air. Respirer de la poussière est particulièrement dangereux pour les enfants, les personnes âgées et les personnes souffrant de problèmes respiratoires tels que l’asthme.

Cela a conduit une équipe du programme des sciences appliquées de la Terre de la NASA à développer un système d’alerte précoce pour Porto Rico qui fournit désormais trois jours de délai avant qu’une tempête de poussière saharienne n’atteigne l’île, donnant aux médecins et aux responsables de la santé publique le temps de se préparer et de travailler avec des météorologues sur les alertes sur la qualité de l’air.

Ils utilisent les données des spectroradiomètres d’imagerie à résolution modérée (MODIS) sur les satellites Terra et Aqua de la NASA, l’instrument Advanced Baseline Imager (ABI) à bord du satellite géostationnaire environnemental opérationnel de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) (GOES-16 EAST), et le La suite de radiomètres d’imagerie infrarouge visible (VIIRS) sur le satellite conjoint NASA / NOAA Suomi NPP a été utilisée pour aider à détecter l’avancée du panache de poussière saharienne avant qu’il n’atteigne des îles comme Porto Rico cette année, afin que les communautés à risque puissent se préparer à des effets potentiellement néfastes.

Les effets sur la santé.

La poussière va-t-elle se déposer? «La dernière pièce de l’histoire est tournée vers l’avenir», a déclaré Yuan.

«Nous voulons savoir ce que sera la poussière du Sahara, étant donné le tableau du changement climatique que nous peignons. Mais prédire directement l’activité de la poussière est vraiment difficile car cela implique de nombreux processus. »

Avec le réchauffement planétaire projeté, l’équipe de recherche a utilisé des données de modèle du projet d’intercomparaison de modèles couplés 5 (CMIP5) qui indiquent une réduction d’au moins 30% de l’activité des poussières sahariennes par rapport aux niveaux actuels au cours des 20 à 50 prochaines années, et une baisse continue au-delà.

«Le minimum humain connu pendant la période humide africaine sera probablement dépassé en raison du changement climatique», dit Yuan à propos des niveaux de poussière pendant la période humide africaine.

Au fur et à mesure que les panaches de poussière diminuent, leurs impacts sur la végétation seront également éloignés de l’océan.

Maderpost / Lara Streiff (Équipe de nouvelles des sciences de la Terre de la NASA)

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