Il Kansas sudoccidentale negli anni '30 ha visto alcune delle peggiori tempeste di polvere mai registrate negli Stati Uniti, quando nuvole apocalittiche di polvere pesante terrorizzavano e persino uccidevano le persone, bestiame e fauna selvatica.

Molto tempo fa, gli agricoltori hanno gradualmente eliminato i tipi di pratiche che hanno portato al Dust Bowl, ma la polvere può ancora nuocere alla salute, agricoltura e trasporti esacerbando i problemi ambientali. Infatti, le tempeste di polvere possono aumentare poiché i cambiamenti climatici causano condizioni più secche. (La National Oceanic and Atmospheric Administration afferma che le tempeste di polvere portate dal vento sono aumentate del 240% dal 1990 al 2011 negli Stati Uniti sudoccidentali.)

Oggi, un ricercatore dell'Università del Kansas ha sviluppato una tecnica avanzata per prevedere condizioni polverose mesi prima che si verifichino, promettenti gestori dei trasporti, climatologi e persone che soffrono di problemi di salute hanno molto più tempo per prepararsi a condizioni polverose. Al contrario, i metodi comuni per prevedere la polvere nell'aria danno solo pochi giorni di preavviso.

Bing Pu, assistente professore di geografia e scienze atmosferiche presso KU, è l'autore principale di un nuovo articolo in Lettere di ricerca geofisica descrivendo in dettaglio un metodo di previsione della polvere a lungo raggio utilizzato dal suo team per prevedere con precisione la polvere negli Stati Uniti sudoccidentali e centrali.

"Utilizziamo un modello statistico vincolato da dati osservativi e l'output di un modello di previsione stagionale dinamico all'avanguardia guidato da informazioni osservative il 1° dicembre. " Pu ha detto. "Abbiamo trovato con il nostro metodo, possiamo effettivamente fare un'abile previsione per la polverosità in primavera, una delle stagioni più polverose degli Stati Uniti, sulle regioni del sud-ovest e delle Grandi Pianure, due delle aree più polverose degli Stati Uniti."

Pu e i suoi colleghi, Paul Ginoux e Sarah Kapnick del NOAA Geophysical Fluid Dynamics Laboratory, e Xiaosong Yang della NOAA e della University Corporation for Atmospheric Research, erano in grado di prevedere "varianza, " o giorni in cui c'era più o meno polvere nell'aria rispetto alla media.

"Negli Stati Uniti sud-occidentali, il nostro modello ha catturato la varianza della polverosità nel periodo di tempo dal 2004 al 2016 di circa il 63%, " Pu ha detto. "Oltre i Grandi Piani, viene spiegato circa il 71% della varianza."

Pu detti fattori che influenzano le quantità di polvere nell'aria possono includere venti di superficie, precipitazioni e quantità di nudità del paesaggio. Questi tipi di dati sono stati incorporati come variabili chiave nel modello di previsione.

Secondo Pu e i suoi collaboratori, alti livelli di polvere nell'aria possono colpire singole persone, sistemi di trasporto e produzione agricola.

"Piccole particelle di polvere vengono assorbite molto facilmente nel sistema respiratorio e quindi potrebbero causare malattie polmonari come l'asma, e alcuni studi suggeriscono che potrebbe esserci una connessione con i tumori polmonari, "Pu ha detto. "C'è uno studio che scopre che le tempeste di polvere sono legate alla febbre della valle in Arizona poiché i funghi possono attaccarsi alle particelle di polvere. E quando c'è una forte tempesta di polvere, la visibilità è ridotta in modo da aumentare gli incidenti stradali sulle autostrade. Nel 2013, ci sono state forti tempeste di polvere nel Kansas occidentale che hanno ridotto la visibilità e causato problemi al traffico locale. In Arizona, quando c'è una forte tempesta di polvere di solito chiamata "haboob", ' il muro di polvere sale fino a pochi chilometri di altezza, e questo può avere ripercussioni sugli aeroporti:gli aeroporti devono chiudere a causa delle tempeste di polvere. Fortunatamente, queste tempeste si stanno muovendo rapidamente e si dissolvono dopo poche ore".

Oltre la sicurezza per le persone, I dettagli del team di Pu nel loro studio su come alti livelli di polvere possono influenzare l'ambiente nel suo insieme.

"Le particelle di polvere assorbono e diffondono sia la radiazione solare che quella terrestre, influenzando così il bilancio radiativo locale e l'idroclima regionale, " hanno scritto. "Per esempio, si è scoperto che la polvere amplifica le gravi siccità negli Stati Uniti aumentando la stabilità atmosferica, modulare il monsone nordamericano riscaldando la bassa troposfera, e per accelerare lo scioglimento della neve e perturbare il deflusso sul bacino del fiume Colorado superiore mediante la sua deposizione sulla neve".

Pu ha detto che spera che un giorno un'organizzazione o un'agenzia governativa possa eseguire il modello che ha sviluppato e fornire previsioni stagionali sulla polvere con mesi di anticipo, soprattutto se il potenziale di alti livelli di polvere causa preoccupazione.

"I sistemi di traffico e la salute umana trarrebbero i maggiori benefici da questa capacità di previsione a lungo termine sulla qualità della polvere e dell'aria, " ha detto. "Penso che sarebbe fantastico se un istituto cercasse di fornire previsioni regolari sulle variazioni di polverosità che potrebbero essere utili per gli aeroporti o i gestori del traffico stradale o dei trasporti. Le strutture potrebbero pianificare periodi in cui potrebbe esserci molta polvere nell'area locale. Potrebbe persino influenzare i piani degli agricoltori locali".

Per ora, Pu mira a continuare a perfezionare il modello di previsione della polvere per includere le influenze atipiche del tempo e l'attività umana che potrebbero contribuire ai modelli di polvere.

"Vogliamo continuare a capire quali altri fattori non sono stati esplorati nella variazione stagionale della polvere, " ha detto. "Per esempio, quei fattori su larga scala come l'oscillazione El Niño-Southern, e anche fattori antropici, come l'influenza delle persone attraverso l'agricoltura o i progetti di costruzione, potrebbe influenzare l'emissione di polvere in futuro. Certo, vogliamo anche continuare a collaborare con le persone del NOAA GFDL per fornire previsioni sulla polvere".