Comprendere le caratteristiche uniche dell'atmosfera araba ha molto da offrire alla ricerca globale. Inquinamento, tempo metereologico, cambiamento climatico, salute umana, l'agricoltura e la pesca sono tutte interessate dalle particelle sospese nell'atmosfera note collettivamente come aerosol. Ciò è particolarmente significativo in Medio Oriente, come parte della famigerata cintura di polvere della Terra.

Georgiy Stenchikov, professore di scienze della terra e ingegneria della King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) dell'Arabia Saudita, guida un team di ricerca che sta raccogliendo importanti informazioni sui modelli globali mutevoli di aerosol, in particolare quelli della penisola arabica. "L'effetto degli aerosol è forse l'aspetto meno compreso dell'atmosfera, " ha affermato Stenchikov. L'importanza globale del lavoro è messa a nudo da una collaborazione a lungo termine con la NASA che alimenta continuamente i dati nella rete mondiale della NASA di monitoraggio e analisi atmosferica.

L'illustre carriera di Stenchikov nella scienza dell'atmosfera è iniziata nella sua nativa Russia, seguita da incarichi di ricerca e insegnamento in diverse università degli Stati Uniti. Ha fatto parte di un team di esperti internazionali che contribuisce ai rapporti dell'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), una squadra che è stata insignita del Premio Nobel per la pace nel 2007.

Membro fondatore di KAUST nel 2009, Stenchikov è stato in parte attratto dall'opportunità di studiare quella che descrive come "l'atmosfera assolutamente unica" sopra la regione araba. È unico a causa degli alti ed estremamente variabili livelli di polvere sollevati dai deserti circostanti, compresi quelli in Africa, combinato con una forte luce solare per alimentare la fotochimica.

Il gioco di polvere e luce è l'obiettivo principale della ricerca di Stenchikov. Il suo scopo è comprendere e modellare l'effetto della polvere sull'inquinamento atmosferico sia per guidare i passaggi per mitigare l'inquinamento atmosferico sia per studiare l'influenza della polvere su molte altre aree che vanno dall'agricoltura e dall'industria locali al cambiamento climatico globale.

Il team KAUST utilizza tre strumenti chiave per misurare l'assorbimento e la diffusione della radiazione solare in arrivo dagli aerosol nell'atmosfera:un fotometro solare robotico a terra che invia automaticamente i dati all'Aerosol Robotic Network della NASA, comprendente stazioni di monitoraggio in tutto il mondo; uno strumento fotometro solare portatile, che è stato utilizzato durante le crociere di navi di ricerca per monitorare gli aerosol sul mare; e uno strumento basato su laser in grado di creare un'immagine accurata della distribuzione verticale degli aerosol al di sopra di posizioni selezionate.

Un notevole studio condotto su una nave ha rivelato una netta separazione nell'effetto della polvere sul bilancio energetico nel Mar Rosso settentrionale e meridionale. Ciò porta ad un maggiore raffreddamento della superficie del Mar Rosso nel sud, che Stenchikov si aspetta debba influenzare la produttività della pesca che è una parte fondamentale dell'economia della regione.

I ricercatori hanno anche rilevato cambiamenti nei livelli di inquinamento atmosferico legati a modelli alterati di generazione e trasporto di polvere attraverso l'atmosfera. Guardando più lontano, hanno studiato come la polvere si sposta dall'Africa all'aria sopra la penisola arabica, portando nutrienti nell'ecosistema del Mar Rosso e influenzando anche la qualità dell'aria e il bilancio energetico totale della regione.

Una migliore comprensione della polvere e della luce sosterrà anche lo sviluppo di tecnologie di generazione di energia solare, che sono una parte importante dei piani dell'Arabia Saudita per ridurre la sua dipendenza dal petrolio. "Il deserto arabo riceve energia solare sufficiente per alimentare il mondo intero, " ha sottolineato Stenchikov, ma sapere dove e come la polvere può ostacolare l'acquisizione di parte di quell'energia è fondamentale per pianificare un futuro a energia solare.

Il gruppo di Stenchikov sviluppa sofisticati metodi di modellazione al computer in grado di rappresentare e prevedere i flussi di polvere ei loro effetti. Questi possono essere utilizzati per raccogliere e verificare i dati ottenuti da un'ampia gamma di fonti di dati, compreso il monitoraggio satellitare.

I modelli possono essere applicati a cieli lontani dalla base di Stenchikov a KAUST. Per esempio, un modello dell'influenza fotochimica degli aerosol è stato presentato in un recente documento di ricerca sulla combustione della biomassa in Sud America. Questo studio ha rivelato che, a differenza della semplice fuliggine, brown carbon (particolato organico) può interagire con la radiazione solare in modo da ridurre la generazione di inquinanti atmosferici, compreso l'ozono. Così, alcuni effetti della combustione della biomassa possono effettivamente alleviare altri aspetti dell'inquinamento atmosferico.

Stenchikov ha spiegato che gli effetti della polvere ambientale sono molto complessi:i vantaggi includono la fornitura di nutrienti per le colture e la pesca e la schermatura di alcune radiazioni UV dannose, mentre gli svantaggi sono evidenti dal suo effetto sulla qualità dell'aria e sulla salute. "L'influenza della polvere sul bilancio energetico e sulla chimica dell'atmosfera è enorme, e c'è ancora molto che dobbiamo capire, " disse Stencikov.