De nauwkeurige karakterisering van bijna-oppervlaktewinden is van cruciaal belang voor het begrijpen van het verleden en het moderne klimaat. Stof dat door deze winden wordt opgetild, kan de oppervlakte- en atmosferische omstandigheden wijzigen, volgens een onderzoeker van de University of Wyoming die deel uitmaakte van een studie over dit onderwerp.

"Deze studie toont een ingewikkelde koppeling aan tussen veranderingen in het landoppervlak en windsnelheden. de wind werkt om zandwoestijnen te eroderen, " zegt Zachary Lebo, een UW-assistent-professor atmosferische wetenschap. "Als resultaat, het oppervlak gaat over van een zandig oppervlak naar een oppervlak dat bestaat uit grote rotsen die meestal donkerder zijn en, dus, meer zonlicht absorberen of het albedo op het oppervlak verminderen. Hierdoor warmt de grond op."

Oppervlakte-albedo is de fractie van het zonlicht dat weerkaatst wordt door een oppervlak, zegt Lebo. Bijvoorbeeld, sneeuw heeft een heel hoog albedo omdat het veel licht van de zon weerkaatst. Anderzijds, asfalt heeft een zeer laag albedo omdat het heel weinig licht reflecteert en, dus, absorbeert veel zonlicht, waardoor het in veel gevallen behoorlijk warm is.

"Waarom is dit belangrijk? Temperatuurgradiënten kunnen uiteindelijk de windsnelheden beïnvloeden, "Vervolgt Lebo. "Dus, het veranderen van de temperatuur boven de woestijn verandert de temperatuurgradiënt, waardoor de windsnelheden veranderen - in dit geval waardoor ze toenemen."

Lebo was een bijdragende auteur van een paper, getiteld "A Wind-Albedo-Wind Feedback gedreven door landschapsevolutie, " gepubliceerd op 3 januari in Natuurcommunicatie .

Jordan Abel, een afgestudeerde student aan de Columbia University, was de hoofdauteur van de krant. Andere bijdragen aan de paper waren onderzoekers van de Clemson University, de Universiteit van Arizona en Lanzhou University in Lanzhou, China.

Numerieke simulaties werden uitgevoerd voor de periode 1 februari 1 juni 2011. De simulaties overspannen de klimatologische piek in windsnelheden in de Turpan-Hami-depressie, gelegen langs de westelijke rand van de Gobi-woestijn in het noordwesten van China, dat was het focusgebied voor dit onderzoek.

Lebo en Alex Pullen, een assistent-professor bij de afdeling Milieutechniek en Aardwetenschappen aan de Clemson University, besprak het potentieel voor oppervlaktewindsnelheden om te zijn toegenomen over het interessegebied, door de erosie van het zand, waardoor het oppervlak donkerder wordt. Dit leidde tot de hypothese dat recente stijgingen van de windsnelheden in de Turpan-Hami-depressie verband hielden met de verdonkering van het oppervlak door erosie en, dus, verhoogde temperatuurgradiënten.

Lebo zegt dat het Weather Resource and Forecasting-model, die gecontroleerde simulaties produceerde, presteerde "vrij goed" bij het repliceren van de oppervlaktewinden op de meeste observatiestations in het westelijke deel van de Gobi-woestijn.

"Mijn rol was het ontwikkelen van een modelconfiguratie die de hypothese kon testen en het uitvoeren van de simulaties, " legt Lebo uit. "Ik heb heel nauw samengewerkt met de hoofdauteur met betrekking tot het interpreteren en analyseren van de resultaten en de vergelijking tussen modelobservaties."

De resultaten van het onderzoek tonen aan dat veranderde thermische oppervlakte-eigenschappen - door het wannen van fijnkorrelige sedimenten en de vorming van met grind bedekte oppervlakken met een laag albedo - leiden tot een toename van winden nabij het oppervlak met maximaal 25 procent. Paradoxaal genoeg, winderosie leidt regionaal tot snellere winden.

De Oost-Aziatische stofproducerende regio's bevinden zich bovenwinds van een prominente, laag-chlorofylgebied in de noordelijke Stille Oceaan waar de productiviteit van fotosynthetische organismen beperkt is.

"Dit werk, hoewel gericht op een enkel bekken in het westen van China, heeft implicaties die zich kunnen uitstrekken tot andere soortgelijke zandwoestijnen over de hele wereld, inclusief de Sahara en het Arabisch Schiereiland, " zegt Lebo. "Een andere real-world implicatie van de wind-albedo-wind effecten is op de levering van voedingsstoffen uit stof over de hele wereld. Stof van zandwoestijnen, zoals de Gobi, leveren belangrijke voedingsstoffen voor plantengroei die tot ver buiten de woestijnen zelf reiken. Het steeds evoluerende oppervlak, impact op wind en daaropvolgende feedback op stofemissies kan de toevoer van nutriënten benedenwinds beïnvloeden."