In het zuidwesten van Kansas in de jaren dertig waren enkele van de ergste stofstormen ooit geregistreerd in de VS, toen apocalyptische wolken van zwaar stof mensen doodsbang maakten en zelfs doodden, vee en wilde dieren.

Lang geleden, boeren stopten met het soort praktijken dat de Dust Bowl heeft veroorzaakt, maar stof kan de gezondheid nog steeds schaden, landbouw en transport, terwijl de milieuproblemen verergeren. Inderdaad, stofstormen kunnen toenemen omdat klimaatverandering drogere omstandigheden veroorzaakt. (De National Oceanic and Atmospheric Administration beweert dat door de wind geblazen stofstormen tussen 1990 en 2011 met 240% zijn toegenomen in het zuidwesten van de Verenigde Staten.)

Vandaag, een onderzoeker aan de Universiteit van Kansas heeft een geavanceerde techniek ontwikkeld voor het voorspellen van stoffige omstandigheden maanden voordat ze zich voordoen, veelbelovende transportmanagers, klimatologen en mensen met gezondheidsproblemen hebben veel meer tijd om zich voor te bereiden op stoffige omstandigheden. Daarentegen, gebruikelijke methoden om stof in de lucht te voorspellen geven slechts een paar dagen van tevoren een waarschuwing.

Bing Pu, universitair docent aardrijkskunde &atmosferische wetenschappen aan de KU, is hoofdauteur van een nieuw artikel in Geofysische onderzoeksbrieven met een lange-afstandsmethode voor stofvoorspelling die haar team gebruikte om de stoffigheid in het zuidwesten en midden van de Verenigde Staten nauwkeurig te voorspellen.

"We gebruiken een statistisch model dat wordt beperkt door waarnemingsgegevens en de output van een ultramodern dynamisch seizoensvoorspellingsmodel dat wordt aangedreven door waarnemingsinformatie op 1 december. " zei Pu. "We ontdekten met onze methode, we kunnen eigenlijk een bekwame voorspelling geven voor de stoffigheid in de lente, een van de stoffigste seizoenen in de VS, over de zuidwestelijke en de Great Plains-regio's - twee van de stoffigste gebieden in de VS."

Pu en haar collega's, Paul Ginoux en Sarah Kapnick van het NOAA Geophysical Fluid Dynamics Laboratory, en Xiaosong Yang van NOAA en de University Corporation for Atmospheric Research, waren in staat om "variantie, " of dagen dat er meer of minder stof in de lucht was dan gemiddeld.

"Over het zuidwesten van de VS, ons model heeft de variantie van de stoffigheid over de periode van 2004 tot 2016 met ongeveer 63% vastgelegd, ' zei Pu. 'Over de grote plannen, ongeveer 71% van de variantie wordt verklaard."

Pu zei dat factoren die van invloed zijn op hoeveelheden stof in de lucht oppervlaktewinden kunnen zijn, neerslag en kaalheid van het landschap. Dit soort gegevens werden als sleutelvariabelen in het voorspellingsmodel opgenomen.

Volgens Pu en haar medewerkers, hoge niveaus van stof in de lucht kunnen individuele mensen treffen, transportsystemen en landbouwproductie.

"Kleine stofdeeltjes worden heel gemakkelijk in je ademhalingssysteem opgenomen en kunnen dan longziekten zoals astma veroorzaken - en sommige onderzoeken suggereren dat er een verband kan zijn met longkanker, " zei Pu. "Er is een studie die aantoont dat stofstormen verband houden met dalkoorts in Arizona, omdat schimmels zich kunnen hechten aan stofdeeltjes. En als er een zware stofstorm is, het zicht wordt verminderd, waardoor het aantal auto-ongelukken op de snelwegen kan toenemen. In 2013, er waren zware stofstormen in het westen van Kansas die het zicht verminderden en problemen veroorzaakten voor het lokale verkeer. in Arizona, wanneer er een sterke stofstorm is die gewoonlijk een 'haboob' wordt genoemd, ' de stofmuur gaat tot enkele kilometers hoog, en dit kan gevolgen hebben voor luchthavens - luchthavens moeten sluiten vanwege de stofstormen. Gelukkig, deze stormen bewegen snel en verdwijnen na een paar uur."

Naast veiligheid voor mensen, Het team van Pu beschrijft in hun onderzoek hoe hoge stofniveaus de omgeving als geheel kunnen beïnvloeden.

"Stofdeeltjes absorberen en verstrooien zowel zonne- als aardse straling, waardoor het lokale stralingsbudget en het regionale hydroklimaat worden aangetast, ' schreven ze. 'Bijvoorbeeld, stof blijkt ernstige droogtes in de Verenigde Staten te versterken door de atmosferische stabiliteit te vergroten, om de Noord-Amerikaanse moesson te moduleren door de lagere troposfeer te verwarmen, en om het smelten van sneeuw te versnellen en de afvoer over het Upper Colorado River Basin te verstoren door zijn afzetting op sneeuw."

Pu zei dat ze hoopt dat op een dag een organisatie of overheidsinstantie het model dat ze heeft ontwikkeld, kan gebruiken en maanden van tevoren voorspellingen van seizoensstof kan doen. vooral als het potentieel voor hoge stofniveaus zorgwekkend is.

"Verkeerssystemen en de menselijke gezondheid zouden het meest profiteren van dit langetermijnvoorspellingsvermogen over stof- en luchtkwaliteit, " zei ze. "Ik denk dat het geweldig zou zijn als een instituut zou proberen om regelmatig voorspellingen te doen van stoffigheidsvariaties die nuttig zouden kunnen zijn voor luchthavens of wegverkeers- of transportmanagers. Faciliteiten kunnen plannen voor momenten waarop er veel stof in de omgeving kan zijn. Het kan zelfs gevolgen hebben voor de plannen van lokale boeren."

Voorlopig, Pu wil het stofvoorspellingsmodel blijven verfijnen om atypische weersinvloeden en menselijke activiteit die kunnen bijdragen aan stofpatronen op te nemen.

"We willen blijven begrijpen welke andere factoren niet zijn onderzocht in de seizoensvariatie van het stof, "zei ze. "Bijvoorbeeld, die grootschalige factoren zoals de El Niño-Zuidelijke Oscillatie, en ook antropogene factoren, hoe de invloed van mensen door landbouw- of bouwprojecten, in de toekomst van invloed kunnen zijn op de stofemissie. Natuurlijk, we willen ook blijven samenwerken met mensen van NOAA GFDL om stofvoorspellingen te doen."