Dalkoorts vormt een gevaarlijke bedreiging voor de menselijke gezondheid - en het aantal gevallen neemt toe in het droge zuidwesten van de Verenigde Staten, omdat wind van toenemende stofstormen de schimmelsporen kan transporteren die de ziekte veroorzaken. Dalkoorts wordt veroorzaakt door de schimmel Coccidioides, die in vuil en velden groeit en koorts kan veroorzaken, uitslag en hoesten. Met behulp van NASA-onderzoek en satellietgegevens, de Wereld Meteorologische Organisatie verfijnt haar waarschuwings- en beoordelingssysteem voor zand- en stofstormen om te helpen voorspellen waar het stofrisico het grootst is.

Daniel Tong van de George Mason University, een van de eerste wetenschappers die het verband ontdekte tussen stofstormen en dalkoorts, leidt een door NASA gefinancierd team om voor het eerst de verspreiding van Valley Fever in de Verenigde Staten in de lucht te volgen.

Er zijn elk jaar ongeveer 15.000 gevallen van Valley Fever in de VS, en ongeveer 200 doden, volgens de Amerikaanse Centers for Disease Control (CDC). Gefinancierd door NASA's Earth Science Division, Tong's team helpt bij het volgen van het ziekterisico voor epidemiologen, zorgverleners en besluitvormers op het gebied van de volksgezondheid.

"Onze krant was de eerste die de positieve relatie tussen stofstormen en dalkoorts onthulde, "zei Tong. "Dus nu stellen we de vraag:hoe kunnen we dat stof in de lucht detecteren?"

Tong en zijn team combineren NASA-satellietgegevens en hoogwaardige computermodellering met zelfgemaakte stofvangers gemaakt van pannen voor het bakken van taarten en knikkers. Eerder, stofmonsters op locatie waren alleen beschikbaar via dure monitoren, zoals degene die door de CDC worden gebruikt. Toen ze meer sensoren nodig hadden om de blootstelling over een groot gebied te dekken, het team realiseerde zich dat ze hun eigen methoden konden ontwikkelen om het vuil in de lucht op te vangen voor een fractie van de kosten.

Eén zo'n methode omvat het vullen van een in de winkel gekochte bakvorm - het soort dat wordt gebruikt om een ​​zelfgemaakte verjaardagstaart te bakken - met knikkers. Als de wind over het oneffen oppervlak van de knikkers gaat, de onderbroken stroom zorgt ervoor dat de lucht het stof en de sporen vrijgeeft die het draagt. Terwijl het sediment door de lagen knikkers naar de bodem van de pan valt, het is beschermd tegen weer opgepikt worden door de wind, veilig opgeslagen totdat de wetenschappers meerdere weken aan monsters per keer komen verzamelen.

De stofmonsters worden naar de George Mason University in Fairfax gestuurd, Virginia, met onderzoeksondersteuning van het Institute for a Sustainable Earth van de George Mason University. Het is een van de weinige instituten in het land die DNA-sequencing kan uitvoeren om de Coccidioides-schimmel in stof te identificeren.

Terwijl het team gegevens op de grond verzamelt, NASA-satellieten zijn hard aan het werk om het uitzicht van bovenaf te krijgen. Het team van Tong gebruikt gegevens van de instrumenten van de Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) aan boord van de NASA-satellieten Terra en Aqua. Deze gegevens tonen waarschijnlijke habitats voor deze schimmel omdat ze de vegetatie en het bodemvocht monitoren, onthullen waar de omstandigheden rijp zijn voor schimmelgroei en verspreiding van dor stof.

Momenteel gebruikt het team die informatie over lokale plantengroei als een maatstaf om mogelijke stofbronnen te identificeren. Ze proberen meer licht te werpen op de fysieke en biologische processen voor de verspreiding van de schimmel, waarvan Tong zegt dat het belangrijke informatie is voor wetenschappers en gezondheidsfunctionarissen. Maar het volgen van de beweging van stofstormen door de lucht is gemakkelijker met behulp van NASA's aardobservatie-instrumenten - zoals MODIS - die ook het licht kunnen detecteren dat wordt gereflecteerd door de kleine deeltjes terwijl ze door het land worden geveegd. Deze stofwaarnemingen in ware kleuren van MODIS hielpen zelfs bij het "trainen" van modellen die door het team zijn ontwikkeld om te beoordelen hoe de frequentie van stofstormen verandert.

"We hebben een satelliet-getraind algoritme ontwikkeld met steun van NASA om naar de langetermijngegevens van stofstormen te kijken, " Tong said. "We were surprised to see dust storms in the American southwest increasing 10 times faster than the global level over the last few decades, causing increasing risk to local communities."

Through the 1930s, dust storms in the Western U.S. famously destroyed farms and forced families to abandon homes. "Climate change is bringing that threat back, " warned Tong. "Global climate models predict the west and southwest will become drier and drier, meaning we could have dust bowls—plural."

Tong says that with more dust storms there will be more instances of Valley fever. For reasons that are not well understood, some people are more susceptible to the effects of Valley fever than others. Only 40 percent of people infected have symptoms, and 8 percent of those go to the hospital. "There's no vaccine—the fungus lives with you for the rest of your life, " said Tong. "Those infected are paying about US $50, 000 per hospital visit, and a quarter of those people have to go ten times or more."

Tong's team collaborates with the federal CDC as well as state and local public health officials in New Mexico, California and Arizona. As the threat of Valley fever rises, local health officials hope Tong's research will continue to uncover ways to track its dangerous spread.

"Now that we're beginning to understand the risk to public health, the scientific community is really coming together, " said Tong. "They're very curious, going out of their own way to help. I feel very lucky to have this support."

The team is working with local agencies to place the sensors in areas with frequent dust storms to see where Valley fever might be affecting the most people. Local health agencies like the Pinal County Public Health Department in Arizona and community physicians are already incorporating these data to inform health and safety measures like increased testing and public education.

Volgende, the National Weather Service (NWS) and the Pan American Health Organization (PAHO) are working to incorporate this research to improve dust forecasting for everything from air quality to visibility for transportation. "We aim to bring longevity to this project, " Tong said, "so people can continue using this research to protect public health in the future.

For communities in the southwest, that means informing public health decisions in the face of increasing dust storms in the future.