Nell'ultimo mese, parti d'Europa sono state colpite da intense tempeste di polvere. Primo, un enorme pennacchio di polvere che ha avuto origine nel nord-est dell'Algeria ha causato cieli rossastri in gran parte dell'Europa. Quindi, depositi di polvere tingevano di marrone i Pirenei innevati e le Alpi. A fine febbraio, un'epidemia di polvere del Sahara colpì gravemente le Isole Canarie prima di dirigersi verso l'Europa continentale, raggiungendo il nord fino alla Scandinavia.

Sebbene un'attività della polvere così intensa e persistente sia insolita, non è raro che in Europa si verifichino alcuni grandi focolai di polvere ogni anno.

Perché la polvere è un problema?

La polvere del deserto è prodotta dall'erosione del vento di superfici aride e semi-aride. Influenza il tempo, clima e chimica atmosferica, fornisce ferro e fosforo agli ecosistemi terrestri e oceanici, e aumenta la fotosintesi e la produttività biologica.

Sebbene ci siano alcuni effetti positivi, le tempeste di polvere complessive hanno gravi impatti negativi, in particolare nei paesi sottovento rispetto alle principali fonti del Nord Africa, Medio Oriente, e dell'Asia centrale e orientale. In tali regioni, i livelli di polvere insolitamente elevati che sono stati raggiunti in Europa questo febbraio sono comuni.

Le tempeste di polvere aumentano le infezioni oculari e l'incidenza di morbilità e mortalità respiratoria e cardiovascolare, e sono associati ai tassi di incidenza della meningite nel Sahel africano. Le epidemie intense possono interrompere le comunicazioni, forzare la chiusura di strade e aeroporti per scarsa visibilità, e può danneggiare i terreni coltivati ​​e il bestiame.

La polvere influisce sulla produzione di energia solare riducendo la radiazione solare superficiale e accumulandosi sulla superficie dei pannelli solari. La polvere depositata sulla neve ne riduce drasticamente la riflettività e aumenta l'assorbimento della radiazione solare, determinando un più rapido scioglimento del manto nevoso.

Mitigare le fonti o mitigare gli impatti?

La mitigazione alla fonte è possibile nelle regioni in cui l'erosione eolica è esacerbata dalle attività umane che disturbano il suolo, compreso il ritaglio, pascolo del bestiame, ricreazione e suburbanizzazione, e deviazione dell'acqua per l'irrigazione. Un classico esempio è il "Dust Bowl" degli anni '30 nelle High Plains degli Stati Uniti, dove le cattive pratiche di gestione del territorio insieme alla durata della siccità hanno portato a una forte erosione del vento e tempeste di polvere su una scala senza precedenti.

Quando le fonti di polvere sono di origine naturale (es. una zona desertica), la mitigazione della fonte è possibile stabilizzando la superficie e dispiegando recinzioni quando il soffiaggio di sabbia e polvere sfida le attività umane. Però, né sono fattibili né auspicabili su larga scala. Globalmente, il potenziale di mitigazione alla fonte è piuttosto limitato, che rende la mitigazione dell'impatto ancora più cruciale.

Mitigare gli impatti negativi delle tempeste di polvere, piuttosto che le loro fonti, richiede monitoraggio, modellazione, sistemi di previsione e allerta precoce. Le applicazioni di mitigazione tattica si concentrano su azioni che possono essere intraprese a breve termine, ogni volta che le previsioni prevedono una tempesta di polvere in un determinato luogo e in un determinato momento. Per esempio, le previsioni sulla polvere possono aiutare gli ospedali ad anticipare i picchi nelle visite al pronto soccorso legate alle vie respiratorie, ottimizzare i tempi di semina e raccolta delle colture, ricovero bestiame, gestire i programmi di generazione di energia solare e la pulizia dei pannelli solari, e ridurre al minimo il tempo in cui sono in atto procedure di bassa visibilità negli aeroporti.

Le applicazioni di mitigazione strategica sono quelle relative alla pianificazione e agli investimenti a lungo termine, come la decisione di dove collocare un impianto solare. Un'altra applicazione è quella di assistere con le valutazioni post-tempesta di polvere, poiché i governi e le istituzioni internazionali devono conoscere le cause precise del degrado della qualità dell'aria, epidemie o danni alle colture. Finalmente, comunità scientifiche, come la comunità della sanità pubblica, necessitano di dati sulla polvere risolti spazialmente e temporalmente per valutare gli effetti delle particelle di polvere su una serie di disturbi.

Capacità di modellazione e previsione

C'è un enorme sforzo verso lo sviluppo di modelli di polvere globali e regionali affidabili e previsioni per la mitigazione dell'impatto, ad esempio presso il Centro regionale per il sistema di consulenza e valutazione di avviso di tempeste di sabbia e polvere dell'Organizzazione meteorologica mondiale per l'Africa settentrionale, Medio Oriente ed Europa.

I modelli della polvere utilizzano tecniche matematiche e numeriche per simulare il ciclo della polvere atmosferica, incluso il modo in cui viene emessa la polvere, trasportato e depositato, e anche come interagisce con la radiazione solare e le nuvole.

Per calcolare le emissioni di polvere, usiamo parametri di input:superficie, caratteristiche del suolo e meteorologiche. Però, il successo degli schemi di emissione è limitato dalle incertezze dei parametri, compresi quelli relativi alle eterogeneità spaziali e temporali. Infatti, a causa della relazione non lineare tra la mobilizzazione del vento e della polvere, piccoli errori sulla velocità del vento superficiale nei modelli possono portare a grandi errori nelle emissioni di polvere previste. I processi che controllano la deposizione di particelle di polvere, in particolare quelli grossolani, sono inoltre soggetti a notevoli incertezze.

Tutto sommato, i modelli di polvere mostrano un comportamento relativamente buono quando i focolai di polvere sono causati da sistemi su scala sinottica, ovvero, con caratteristiche intorno a 1, 000 chilometri di diametro o più. Un buon esempio è la previsione di successo degli eventi di febbraio in Europa in termini di tempistica ed estensione geografica.

Sfide in arrivo

In contrasto, la rappresentazione di haboobs - immense pareti di sabbia e polvere prodotte da forti correnti discendenti che si verificano regolarmente nelle regioni aride e semi-aride - richiede la risoluzione esplicita della convezione, che rappresenta una sfida formidabile.

Le previsioni sulla polvere che utilizzano dati reali sull'aerosol del satellite hanno prestazioni migliori rispetto alle previsioni che dipendono solo dalla modellazione per definire le condizioni iniziali. Ulteriori miglioramenti dei sistemi di osservazione globale e delle tecniche di assimilazione mostrano ulteriori interessanti prospettive.

Oltre ai miglioramenti del modello e delle previsioni, mitigare efficacemente gli effetti negativi delle tempeste di polvere richiede più lavoro. La limitata integrazione delle informazioni e delle previsioni quantitative sulla polvere nella pratica e nella politica è spesso dovuta alla mancanza di comprensione dell'impatto preciso delle tempeste su determinati settori. Altri fattori includono la necessità di prodotti su misura per applicazioni specifiche; la mancanza di consapevolezza, comprensione, capacità o strutture in atto per utilizzare le informazioni; e la sfida generale di incorporare informazioni o previsioni incerte nelle pratiche di gestione.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.