Een enorme stofwolk heeft eindelijk de Verenigde Staten bereikt, na een reis van 5000 mijl vanuit de Saharawoestijn over de Atlantische Oceaan.
De pluim verduisterde eerder deze week de lucht in Puerto Rico, en veroorzaakte enkele van de hoogste atmosferische aerosolconcentraties die het eiland ooit had gezien. Tegen gisterochtend, was de wolk begonnen over de Golfkust te kruipen. Meteorologen zeggen dat de wazige lucht tot in het weekend kan aanhouden.
Deze pluim is een van de meest extreme in de geschiedenis, hebben wetenschappers opgemerkt. De dikte van de stofdeeltjes in de atmosfeer is de hoogste die in 25 jaar van satellietmetingen is waargenomen. En de neveneffecten zijn merkbaar waar het ook passeert: wazige luchten en schitterende zonsondergangen, evenals mogelijke irritatie van de luchtwegen door al het extra stof in de lucht.
“Het is een uiterst ongebruikelijke gebeurtenis,” zei Joseph Prospero, een atmosferische wetenschapper aan de Universiteit van Miami, wiens onderzoeksteam meer dan 30 jaar geleden hielp bij het pionieren van de studie van Saharaanse stofwolken.
In het algemeen komen Saharaanse stofpluimen eigenlijk altijd voor – de Sahara woestijn heeft een eindeloze voorraad stof voor de winden om over de Atlantische Oceaan te dragen. Deze gebeurtenissen zijn alleen meestal niet zo intens.
Er is enige discussie onder wetenschappers over de vraag of deze reizende stofwolken kunnen worden beïnvloed door toekomstige klimaatveranderingen. Modelstudies hebben gemengde resultaten opgeleverd, sommige impliceren dat ze intenser zouden kunnen worden en andere suggereren het tegenovergestelde.
Voorlopig is het onduidelijk of deze specifieke gebeurtenis een “meteorologische anomalie” is, zei Prospero, of dat het een glimp zou kunnen zijn van de effecten van voortdurende opwarming.
Maar het is een vraag die het waard is om te onderzoeken.
Sahara-stofpluimen kunnen een sterk, zij het tijdelijk, effect hebben op de lokale luchtkwaliteit. Ze kunnen de activiteit van Atlantische orkanen beïnvloeden. Ze kunnen zelfs kleine organismen in de oceaan beïnvloeden, die kunnen helpen kooldioxide uit de atmosfeer in het water te zuigen.
“Er zijn andere implicaties dan de onmiddellijk voor de hand liggende,” zei Prospero.
Het leven en de dood van een Saharaanse stofpluim
De reis begint in de Sahara, een enorme uitgestrektheid van dor land dat zich uitstrekt over Noord-Afrika. Het staat bekend om zijn hete, droge omstandigheden – vooral in de zomer, wanneer de oppervlaktetemperatuur kan oplopen tot ver boven 110 graden Fahrenheit.
Hitte lucht stijgt door de atmosfeer als het zich opbouwt, soms klimt het meer dan 4 mijl in de lucht. Terwijl het stijgt, neemt het stof van het oppervlak met zich mee.
Wat er vervolgens gebeurt, hangt vaak af van de lokale weersomstandigheden, zei Prospero. Als er harde, krachtige winden staan, kunnen die het zwevende stof rechtstreeks naar de kust voeren. Daar stuit de stofwolk vaak op een systeem van westwaarts bewegende passaatwinden.
“Deze hete, droge lucht wordt opgetild boven de passaatwinden, zodat je een laag ontwikkelt,” zei Prospero. “We noemden het aan het eind van de jaren zestig de ‘Saharalaag’.”
De winden voeren deze laag hete, droge, stoffige lucht vervolgens over de Atlantische Oceaan.
Terwijl hij voortbeweegt, kan de stofwolk zijn omgeving op verschillende manieren beïnvloeden. Misschien wel het meest in het bijzonder, kan het orkaanactiviteit in de Atlantische Oceaan temperen.
Er zijn een aantal redenen waarom. Volgens Prospero kan de hete, droge Sahara-luchtlaag de vorming van wolken belemmeren of wolken die erin worden gezogen uit elkaar trekken.
De stofdeeltjes zelf kunnen ook een groot effect hebben, volgens Timothy Logan, een expert op het gebied van aërosolen en wolken aan de Texas A&M University.
Hoewel de stoflaag zelf vol warme lucht zit, kan het zonlicht tegenhouden om door te dringen tot het aardoppervlak. Daardoor kan de temperatuur van het zeeoppervlak tijdelijk afkoelen, waardoor de omstandigheden minder gunstig worden voor stormen.
Stofdeeltjes zijn ook minder effectief dan andere soorten aërosolen in het helpen vormen van wolken in de atmosfeer, voegde hij eraan toe.
Als een stofwolk toevallig in aanraking komt met een orkaan die al volledig gevormd is, kan de orkaan het stof daadwerkelijk over de oceaan helpen transporteren, merkte Logan op. Maar anders wordt gedacht dat stofpluimen voorkomen dat zich nieuwe orkanen vormen in de oceaan als ze over het water bewegen.
“Het gaat allemaal om de timing,” zei hij.
Het is niet de enige manier waarop stofpluimen hun omgeving kunnen beïnvloeden.
Stof bevat een verscheidenheid aan mineralen en voedingsstoffen, zoals ijzer en fosfor. Als stof uit de lucht dwarrelt, kunnen deze voedingsstoffen lokale ecosystemen van brandstof voorzien.
Zo zouden stofstormen uit de Sahara een belangrijke bron van fosfor zijn voor planten in het Amazoneregenwoud. Andere deskundigen hebben gesuggereerd dat stofpluimen kunnen helpen de oceaan te bemesten met ijzer, waardoor micro-organismen in het water worden gevoed.
Dat is niet noodzakelijk altijd een goede zaak. Sommige studies hebben stofwolken in verband gebracht met giftige bacteriën en algenbloei in kustgebieden.
Aan de andere kant helpen micro-organismen in de oceaan ook CO2 uit de atmosfeer te onttrekken, een zegen in de strijd tegen klimaatverandering.
Als de stofwolk over landmassa’s in het Caribisch gebied en Noord- en Zuid-Amerika beweegt, kan het ook de lokale luchtkwaliteit aanzienlijk veranderen. De massale gebeurtenis van deze week, bijvoorbeeld, heeft de bezorgdheid aangewakkerd dat de extra vervuiling een bedreiging zou kunnen vormen voor mensen die herstellen van COVID-19.
Waar de stofwolk uiteindelijk terechtkomt, kan afhangen van de tijd van het jaar, merkte Logan op. Een draaiende gyre in de Atlantische Oceaan helpt de richting te bepalen die grote luchtmassa’s zullen nemen.
De gyre verschuift vaak van positie in de oceaan, afhankelijk van het seizoen. In de winter, schopt hij meestal stofpluimen naar Zuid-Amerika. In de zomer stuurt hij ze in de richting van Noord-Amerika.
Stofwolken die het tot Amerika schoppen, komen uiteindelijk in aanraking met andere weersystemen die hen helpen uiteen te vallen. In de Verenigde Staten kunnen ze verstrikt raken in westelijke windsystemen die ze over de oostkust verspreiden.
Maar het is duidelijk dat ze een aanzienlijke invloed op hun omgeving kunnen hebben zolang ze aanhouden. Dat maakt het de moeite waard om te vragen hoe deze gebeurtenissen zouden kunnen veranderen in een opwarmende wereld, als ze al zouden veranderen.
Als grote stofstormen bijvoorbeeld vaker zouden voorkomen of intenser zouden worden, is het mogelijk dat ze een groter effect zouden hebben op Atlantische orkanen. Of ze zouden een grotere invloed kunnen hebben op ecosystemen in de oceaan.
Voorlopig is het echter onduidelijk of er überhaupt een effect zal zijn.
Onzeker verband met klimaatverandering
Een aantal recente studies heeft geprobeerd het verband tussen klimaatverandering en Saharaanse stofstormen te onderzoeken. Zij hebben gemengde resultaten opgeleverd.
Eén studie, die in november jl. in het tijdschrift JGR: Atmospheres is gepubliceerd, suggereert dat er in de afgelopen 100 jaar meer stof uit de Sahara is getransporteerd dan in de eeuwen daarvoor. De studie suggereert ook dat perioden van droogte in Noord-Afrika, vooral in de Sahel-regio ten zuiden van de Sahara, samenhangen met sterkere stofgebeurtenissen.
Als dit soort droogte zich in de toekomst vaker voordoet, kunnen wetenschappers verwachten dat de stofgebeurtenissen in de Sahara intensiever zullen worden. Maar het is niet duidelijk of dat het geval zal zijn.
Klimaatvoorspellingen voor het Sahelgebied zijn berucht om hun onzekerheid, vooral als het gaat om voorspellingen over de neerslag. Modellen hebben aangegeven dat de regio zowel een toename van intense droogtes als een toename van zware regenvalgebeurtenissen kan ervaren.
Nog andere studies hebben gesuggereerd dat Saharaanse stofgebeurtenissen in de toekomst kunnen afnemen als gevolg van geheel andere factoren. Een studie uit 2016, gepubliceerd in Nature, suggereerde bijvoorbeeld dat veranderende windpatronen het transport van stof uit Afrika kunnen verminderen.
Onderzoek heeft ook Saharaanse stofpluimen in verband gebracht met verschillende andere natuurlijke klimaatvariabelen, zoals El Niño-evenementen. Sommige van deze klimaatvariabelen kunnen ook veranderen als de wereld verder opwarmt, op manieren die wetenschappers nog onderzoeken.
Dus voorlopig blijft de toekomst van Saharaanse stofpluimen onduidelijk.
Toch kan de massale gebeurtenis van deze week meer aandacht hebben getrokken voor de vraag – of, op zijn minst, voor het fenomeen van stofpluimen in het algemeen.
“Het is verheugend in mijn late jaren, na 50-plus jaren van het doen van dit, de meeste van die tijd niemand gaf in het bijzonder om stof, en nu, alle van een plotselinge, mensen zijn enthousiast over stof,” zei Prospero.
Gedrukt van Climatewire met toestemming van E&E News. E&E biedt dagelijkse dekking van essentieel energie- en milieunieuws op www.eenews.net.