Durante 2020, Las temperaturas medias globales de la superficie fueron las más altas registradas, empatando con 2016 como el año más cálido registrado. El año pasado también fue la temporada de huracanes más activa hasta la fecha, con muchas tormentas intensificándose rápidamente. Los sistemas de temperatura y clima interactúan con, y están influenciados por, una multitud de sistemas terrestres, cada uno afectado por el clima cálido. Uno de ellos es el transporte global de columnas de polvo masivas de un continente a otro.

En junio de 2020, una columna de polvo de "Godzilla" viajó desde el Sahara, el más grande del planeta, desierto más caliente, a través del océano Atlántico hasta América del Norte. Si bien esta llamativa columna llegó a los titulares, Científicos de la NASA, utilizando una combinación de datos satelitales y modelos informáticos, predicen que las columnas de polvo anuales de África se reducirán a 20, Mínimo de 000 años durante el próximo siglo como resultado del cambio climático y el calentamiento de los océanos.

El desierto del Sahara es 3, 600, 000 millas cuadradas (9, 200, 000 kilómetros cuadrados) de tierras áridas que se extienden por la mitad norte de África, viene en un tamaño ligeramente más pequeño que los Estados Unidos continentales. Más de 60 millones de toneladas de su polvo mineral cargado de nutrientes se elevan a la atmósfera cada año. creando una capa masiva de calor, aire polvoriento que los vientos transportan a través del Atlántico para llevar esos nutrientes al océano y la vegetación en América del Sur y el Caribe.

Una investigación reciente de la NASA describe las conexiones tipo dominó entre los factores más allá de las fronteras del desierto y el desarrollo de columnas de polvo. Estos comienzan con diferencias de temperatura entre el Atlántico norte y sur, que luego impactan los constantes vientos de este a oeste de la región, así como una banda tropical de lluvia relativamente alta ubicada cerca del Ecuador, ambos impactan las columnas de polvo anuales. Apoyado por el modelado de la NASA, Análisis, y Programa de Predicción (MAP), y Programa de Ciencias de las Radiaciones, los científicos utilizaron su nueva comprensión de estas relaciones para pronosticar una reducción más sustancial en la actividad del polvo de lo que habían predicho estudios previos basados ​​en el calentamiento climático anticipado.

Un pasado polvoriento

"A partir de observaciones terrestres y de satélites, vemos la variabilidad del polvo africano, "dijo Tianle Yuan, científico atmosférico en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. "De hecho, puede cambiar bastante de mes a mes, día a día, año a año, incluso de una década a otra ".

Las estimaciones de polvo recientes se derivan de datos recopilados por misiones satelitales de la NASA, incluyendo Terra, Agua, y Nube-Aerosol Lidar e Infrarrojos Pathfinder Satélite Observación (CALIPSO), una misión conjunta entre la NASA y la agencia espacial francesa, Centre National d'Etudes Spatiales.

Los investigadores también estaban interesados ​​en ver si la relación entre la temperatura media global y la actividad del polvo en el Sahara se produjo en el pasado. Los registros geológicos que se remontan a miles de años ayudan a revelar las precipitaciones y los niveles de nutrientes en el pasado a medida que el Sahara atravesaba cambios ambientales dramáticos.

El pico del transporte de polvo sahariano al lado este de las Américas tuvo lugar aproximadamente entre el 12, 000 a 17, 000 años atrás, al final de la última Edad de Hielo. Luego comenzó el Período Húmedo Africano, durante el cual la vasta extensión del desierto estaba salpicada de lagos, Vegetación y habitación humana. El aumento de la humedad y la vida vegetal estabilizaron el suelo y minimizaron las columnas de polvo.

"El desierto del Sahara estaba relativamente húmedo en ese entonces, ", dijo Yuan. Los núcleos de sedimentos del norte de África frente a la costa y los registros de polen muestran que había más lluvia y vegetación presente." El polvo era mucho más raro ".

Aunque el transporte de polvo ha aumentado desde entonces, El equipo de investigación descubrió que tanto los procesos naturales como la actividad humana ahora probablemente están llevando a la Tierra de regreso a un mínimo de polvo a medida que el clima se calienta.

Las temperaturas de la superficie del mar impactan directamente en la velocidad del viento, así que cuando el Atlántico norte se calienta en relación con el Atlántico sur, los vientos alisios que soplan el polvo de este a oeste se debilitan. Como resultado, los vientos más lentos recogen y transportan menos polvo del Sahara.

Además de llevar menos polvo, Los vientos debilitados también permiten que la banda de lluvia constante que atraviesa los trópicos se desplace hacia el norte sobre una mayor parte del desierto. que humedece el polvo y evita que se lo lleve. Menos polvo en el aire que puede reflejar la luz del sol lejos de la superficie de la Tierra como un parasol, significa que más luz solar y calor llegan al océano, calentándolo más. Todo esto crea un ciclo de retroalimentación de las temperaturas cálidas de la superficie del mar que conduce a una reducción del polvo, y la reducción del polvo, a su vez, contribuye a un calentamiento adicional, Combinando para impactar el clima, calidad del aire, y formación de tormentas y huracanes.

De polvo a impactos de polvo

"El polvo juega un papel importante en el sistema terrestre, "dijo Hongbin Yu, investigador atmosférico en Goddard. "Una disminución del polvo a medida que el clima se calienta puede tener profundas influencias en una variedad de fenómenos, pero estos impactos potenciales pueden ser buenos o malos ".

En su viaje a través del Atlántico, El polvo sahariano se esparce por el océano, alimentando la vida marina, y de manera similar la vida vegetal una vez que toca tierra. Los minerales como el hierro y el fósforo en el polvo actúan como fertilizante para la selva amazónica, El bosque tropical más grande y con mayor biodiversidad de la Tierra. Las lluvias arrastran muchos de estos valiosos nutrientes del suelo a la cuenca del río Amazonas, haciendo que la entrega de nutrientes desde África sea importante para mantener una vegetación saludable.

Aunque el transporte de polvo africano juega un papel importante en la génesis de los suelos y la vegetación de sustento, Yu dice que hay algunos efectos negativos porque el aumento de nutrientes puede provocar la proliferación de algas nocivas en la costa de Florida. y enfermedades y muertes de los arrecifes de coral relacionadas con la deposición de polvo.

Los residentes en el Caribe también podrían ver algunos beneficios, ya que menos polvo significa una mejor calidad del aire. Respirar polvo es particularmente peligroso para los niños, los ancianos, y aquellos con afecciones respiratorias como asma. That led a team from NASA Earth Applied Sciences Program to develop an early-warning system for Puerto Rico that now provide three days of lead time before a Saharan dust storm reaches the island, giving doctors and public health officials time to prepare and work with meteorologists on air quality alerts. They use data from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometers (MODIS) on NASA's Terra and Aqua satellites, the Advanced Baseline Imager (ABI) instrument aboard the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES-16 EAST), and the Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) on the joint NASA/NOAA Suomi NPP satellite were employed to help detect the advancing Saharan dust plume before it reached islands like Puerto Rico this past year, so that at-risk communities could prepare for the potentially adverse health effects.

Will the Dust Settle?

"The final piece of the story is looking to the future, " said Yuan. "We want to know what the Sahara dust will be, given the climate change picture we are painting. But directly predicting dust activity is really hard because it involves a lot of processes."

With projected global warming, the research team used model data from the Coupled Model Intercomparison Project 5 (CMIP5) that indicate at least a 30% reduction in Saharan dust activity from current levels over the next 20 to 50 years, and a continued decline beyond that.

"The minimum humans experienced during the African Humid Period will likely be surpassed because of climate change, " Yuan says of the dust levels during the African Humid Period. As the plumes of dust decline, so will their impacts on vegetation an ocean away.