Szaharai por néhány környezeti hatása

A globális távérzékelési módszerekkel gyűjtött adatok alapján a porviharok kialakulását, méretét és gyakoriságát, ezáltal a légkörbe kerülő por mennyiségét, és a mindezeket szabályozó éghajlati, meteorológiai, geomorfológiai, föld- és talajtani, illetve antropogén folyamatokat jól ismerjük. Azonban ezek a hatótényezők már viszonylag rövid intervallumot vizsgálva sem tekinthetők állandónak; különböző időléptékű ciklicitást, változást mutatnak. Az évente a Szaharából légkörbe kerülő por mennyiségére vonatkozó adatok is igen tág határok között mozognak, ennek oka a többféle megközelítési mód és a különböző, éghajlati folyamatok által szabályozott akár többéves poros és kevésbé poros időszakok kialakulása. Prospero, J.M. (1996) szerint évente ~170 millió tonna por jut a légkörbe szaharai forrásterületekről, Marticorena, B. – Bergametti, G. (1996) adatai szerint ez elérheti a 630–710 millió tonnát is, sőt Ginoux, P.M. et al. (2004) szimulációi 1400 millió tonnás mennyiséget eredményeztek. Ennek az igen nagy mennyiségű poranyagnak a nagy része nem hagyja el a kontinenst. A nagy távolságokra eljutó szemcsék mérete a finom kőzetliszt és az agyag tartományba esik, néhány mikrométeres nagyságúak, jellemzően kisebbek 10 μm-nél (Pye, K. 1987). Ehhez a szemcsemérethez tartozó szedimentációs sebesség értéke (8×10^-6–9,9×10^-3 m/s) már elegendően kicsi ahhoz, hogy a részecskékre ható, a felszín egyenetlen melegedése vagy alacsonynyomású légköri képződmények hatására kialakuló konvektív cellák felhajtó ereje a légkör magasabb rétegeibe is eljuttassa a porszemcséket (pl. Stuut, J-B.W. et al. 2009).

Szaharai por gyakran hullik a Kanári- (Bergametti, G. et al. 1989; Kis, É. – Schweitzer, F. 2010) és a Zöldfoki-szigeteken (Jaenicke, R. ­– Schütz, L. 1978), Karib-térségben (Delany, A.C. et al. 1967; Prospero, J.M. et al. 1970) és Dél-Amerikában (Swap, R. et al. 1992), északi irányban Európa-szerte figyeltek már meg afrikai ásványi anyagokat (pl. Franzén, L.G. et al. 1994). A Szahara területéről évente több százmillió tonna ásványi por jut el Európába (D’Almeida, G.A. 1986). A Mediterrán térség légkörének állapotát is befolyásolja ez a por, egészségügyi problémák lehetőségét növelve ezzel (Griffin, D.W. et al. 2001). A légköri PM₁₀-es szállópor koncentrációja Spanyolország (Rodríguez, S. et al. 2001), Olaszország (Matassoni, L. et al. 2011) és Görögország (Gerasopoulus, E. et al. 2006) egyes régióiban a szaharai porkitörések alkalmával gyakran az egészségügyi határérték fölé emelkedik, emiatt az új európai emisszió csökkentési direktívák betartása esetenként nem valósítható meg.

Egyes forrásterületekről származó porkitörések alkáliákban gazdag anyaga a csapadék pH-viszonyait is módosíthatja, hozzájárulva ezzel a savas esők gyakoriságának csökkenéséhez (Rogora, M. et al. 2004). Szaharai eredetű porhullásos események felismeréséhez azonosító bélyegként használják a megnövekedett kémhatású csapadékokat (Špoler Čanić, K. et al. 2009). Psenner, R. (1999) szerint a Pireneusok és az Alpok enyhén-lúgos tavai a XX. század második felében a szaharai por hatására nem váltak savassá, ellentétben például a Skandináv térség hasonló tavaival.

Yaalon, D.H. (1997) szerint a Földközi-tenger térségében jellemző vörös talajok kialakulásában döntő szerepe volt a mintegy 5 millió éve jelen lévő szaharai porkitörések során leülepedett kőzetliszt méretű ásványi pornak, melyet a szemcseeloszlási adatokon túl az agyagásványos összetétel (paligorszkit) is igazol (Atalay, I. 1997). A terra rossa talajok alapanyagának hullóporos eredetére vonatkozó adatokat ismerünk Portugáliából (Jahn, R. et al. 1991), Spanyolországból (Muhs, D.R. et al. 2010), Olaszországból (Jackson, M.L. et al. 1982), Horvátországból (Durn, G. et al. 1999), Görögországból (MacLeod, D.A. 1980) és Törökországból (Atalay, I. 1997) is. Cremaschi, M. (1990a, 1990b) szerint az isztriai és dalmáciai löszök poranyagának jelentős hányada szintén szaharai eredetű. Nagy valószínűséggel hazánkat borító plio–pleisztocén hullóporos eredetű üledékek (vörösagyag–lösz–paleotalaj sorozatok) alapanyagát képező ásványi szemcsék egy része is nagytávolságokról (pl. Szahara) érkezett (Kovács, J. et al. 2008, 2011; Varga, Gy. 2011; Varga, Gy. et al. 2013).

A Kárpát-medence légkörébe kerülő szaharai poranyag egy része száraz vagy nedves ülepedés révén a felszínen halmozódik fel, egy része pedig a légtömeggel továbbhaladva hagyja el a térség légkörét. Néha ez jól megfigyelhető kültéri objektumok felületén, mint pl. a mellékelt képen is, melyet Landy-Gyebnár Mónika készített április 28-án.  A száraz ülepedés során elsősorban a gravitációs kihullás, míg a nedves ülepedés során több, bonyolultabb folyamat határozza meg a légkörből való kiülepedés mértékét. Meghatározó az is, hogy az aeroszol részecskék már a felhőképződés során szerepet játszottak-e, mint kondenzációs magvak vagy a felhő alatti befogással mosódnak-e ki, és egyáltalán elérik-e a felszínt. Elsősorban számítógépes modellekkel lehet becsléseket végezni ezek mértékéről. A szaharai por és a Kárpát-medence kapcsán az elérhető modellezési eredmények közül a Barcelonai Supercomputer Centrum Dust REgional Atmospheric Model (DREAM) adatai állnak rendelkezésre. Az előrejelzési térképeiken a légkör portelítettségén és felszíni koncentrációján kívül a száraz és nedves ülepedés mértékéről is vannak adatok. Ezek alapján hazánk területén a száraz ülepedés mértéke ~300 mg/m²/év-nek, a nedves ülepedés mértéke ~700 mg/m²/év-nek adódott. Ez az évi ~1 g/m²-es érték jó összhangban van a globális modellek eredményeivel (Ginoux, P. et al. 2001).

Szaharai por kimosódásának eredménye 2013. április 28-án (Landy-Gyebnár Mónika felvétele).

Hivatkozott irodalom:

Atalay, I. 1997: Red Mediterranean soils in some karstic regions of Taurus mountains, Turkey.  –Catena 28. (3−4) pp. 247−260.

Bergametti, G. – Gomes, L. – Coudé-Gaussen, G. – Rognon, P. – Le Coustumer, M.-N. 1989: African dust over Canary Islands: Source-regions, identification and transport pattern for some summer situations. – Journal of Geophysical Research Atmospheres 94 (D12) pp. 14855–14864.

Cremaschi, M. 1990a: Stratigraphy and palaeoenvironmental significance of the loess deposits on Susak Island (Dalmatian archipelago). – Quaternary International 5. pp. 97–106.

Cremaschi, M. 1990b: The loess in northern and central Italy; a loess basin between the Alps and the Mediterranean regions. – In: Cremaschi, M. (ed): The loess in northern and central Italy; a loess basin between the Alps and the Mediterranean region (guidebook to the excursion in northern and central Italy, September-October 1988). Pubblicazione, Dipartimento de Scienze della Terra dell'Universita degli Studi Milano. Sezione di Geologia e Paleontologia, Nuova Serie 602. pp. 15–19.

D’Almeida, G.A. 1986: A model of Saharan dust transport. – Journal of Applied Meteorology 25. (7) pp. 903–916.

Delany, A.C. – Parkin, D.W. – Griffin, J.J. – Goldberg, E.D. – Reimann, B.E.F. 1967: Airborne dust collected at Barbados. – Geochimica et Cosmochimica Acta 31. (5) pp. 885–909.

Durn, G. – Ottner, F. – Slovenec, D. 1999: Mineralogical and geochemical indicators of the polygenetic nature of terra rossa in Istria, Croatia. – Geoderma 91. (1–2) pp. 125–150.

Franzén, L.G. – Hjelmroos, M. –Kallberg, P. – Brorstrom-Lunden, E. – Junitto, S. –Savolainen, A. 1994: The yellow snow episode of Northern Fennoscandia, March 1991 – a case study of long-distance transport of soil, pollen and stable organic compounds. – Atmospheric Environment 28. (22) pp. 3587–3604.

Gerasopoulos, E. – Kouvarakis, G. – Babasakalis, P. – Vrekoussis, M. – Putaud, J.P. – Mihalopoulos, N. 2006: Origin and variability of particulate matter (PM₁₀) mass concentrations over the Eastern Mediterranean. – Atmospheric Environment 40. (25) pp. 4679–4690.

Ginoux, P.M. − Chin, I. − Tegen, I. − Prospero, J. − Holben, M. − Dubovik, O. − Lin, S.J. 2001: Global simulation of dust in the troposhere: model description and assessment. – Journal of Geophysical Research. 106. pp. 20255−20273.

Ginoux, P.M. – Prospero, J.M. – Torres, O. – Chin M. 2004: Long-term simulation of global dust distribution with the GOCART model: correlation with North Atlantic Oscillation. – Environmental Modelling and Software 19. (2) pp. 113–128.

Griffin, D.W. − Kellogg, C.A. − Shinn, E.A. 2001: Dust in the wind: Long range transport of dust in the atmospere and its implications for global public and ecosystem health. – Global Change and Human Health 2. pp. 20–33.

Jackson, M.L. – Clayton, R.N. – Violante, A. – Violante, P. 1982: Eolian influence on terra rossa soils of Italy traced by quartz oxygen isotopic ratio. – In: van Olphen, H. – Veniale, F. (eds.): International Clay Conference, Bologna and Pavia, Italy, September 1981, Elsevier, Amsterdam, pp. 293-300.

Jaenicke, R. – Schütz, L. 1978: Comprehensive study of physical and chemical properties of the surface aerosols in the Cape Verde Islands regions. – Journal of Geophysical Research. Oceans and Atmospheres 83. (C7) pp. 3585–3599.

Jahn, R. – Zarei, M. – Stahr, K. 1991: Genetic implications of quartz in “Terra Rossa”-soils in Portugal. – Proceedings of 7th Euroclay Conference, Dresden, pp. 541–546.

Kis, É. – Schweitzer, F. 2010: Dust accumulation and loess formation under the oceanic semiarid climate of Tenerife, Canary Islands. – Hungarian Geographical Bulletin 59. (2) pp. 207–230.

Kovács, J. − Fábián, Sz.Á. − Varga, G. − Újvári, G. − Varga, Gy. − Dezső, J. 2011: Plio−Pleistocene red clay deposits in the Pannonian Basin: A review. – Quaternary International 240. (1–2) pp. 35–43.

Kovács, J. – Varga, Gy. – Dezső, J. 2008: Comparative study on the Late Cenozoic red clay deposits from China and Central Europe (Hungary). – Geological Quarterly 52. (4) pp. 369–382.

MacLeod, D.A. 1980: The origin of the red Mediterranean soils in Epirus, Greece. – Journal of Soil Science 31. (1) pp. 125–136.

Marticorena, B. – Bergametti, G. 1996: Two-year simulations of seasonal and interannual changes of Saharan dust emission. – Geophysical Research Letters 23. (15) pp. 1921–1924.

Matassoni, L. – Pratesi, G. – Centioli, D. – Cadoni, F. – Lucarelli, F. – Nava, S. – Malesani, P. 2011: Saharan dust contribution to PM₁₀, PM_2.5 and PM₁ in urban and suburban areas of Rome: A comparison between single-particle SEM-EDS analysis and whole-sample PIXE analysis. – Journal of Environmental Monitoring 13. (3) pp. 732–742.

Muhs, D.R. – Budahn, J. – Avila, A. – Skipp, G. – Freeman, J. – Patterson, DeA. 2010: The role of African dust in the formation of Quaternary soils on Mallorca, Spain and implications for the genesis of Red Mediterranean soils. – Quaternary Science Reviews 29 (19–20) pp. 2518–2543.

Nagy A. 2009: Magyarországra szaharai port szállító időjárási helyzetek elemzése MSG műholdképek alapján. – MSc diplomamunka, Eötvös Loránd Tudományegyetem Meteorológiai Tanszék, Budapest, 82 p.

Prospero, J.M. 1996: Saharan dust transport over the north Atlantic Ocean and Mediterranean: An overview. – In: Guerzoni, S. – Chester, R. (eds.): The impact of desert dust across the Mediterranean, October 1995, Oristano, Italy, Environmental Science and Technology Library 11, Dordrecht and London: Kluwer, pp. 133-152.

Prospero, J.M. – Bonatti, E. – Schubert, C. – Carlson, T.B. 1970: Dust in the Caribbean atmosphere traced to an African dust storm. – Earth and Planetary Science Letters 9. (3) pp. 287–293.

Prospero, J.M. – Ginoux, P.M. – Torres, O. – Nicholson, S.E. – Gill, T.E. 2002: Environmental characterization of global sources of atmospheric soil dust identified with the Nimbus-7 Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) absorbing aerosol product. – Reviews of Geophysics 40. 31 p.

Psenner, R. 1999: Living in a dusty world: airborne dust as a key factor for alpine lakes. – Water, Air, and Soil Pollution 112. (3–4) pp. 217–227.

Pye, K. 1987: Aeolian Dust and Dust Deposits. – Academic Press, London, 334 p.

Rodríguez, S. – Querol, X. – Alastuey, A. – Kallos, G. – Kakaliagou, O. 2001: Saharan dust contributions to PM₁₀ and TSP levels in Southern and Eastern Spain. – Atmospheric Environment 35. (14) pp. 2433–2447.

Rogora, M. – Mosello, R. – Marchetto, A. 2004: Long-term trends in the chemistry of atmospheric deposition in northwestern Italy: the role of increasing Saharan dust deposition. – Tellus B 56. (5) pp. 426–434.

Špoler Čanić, K. – Vidič, S. – Klaić, Z.B. 2009: Precipitation chemistry in Croatia during the period 1981–2006. – Journal of Environmental Monitoring 11. (4) pp. 839–851.

Stuut, J-B.W. – Smalley, I. – O’Hara-Dhand, K. 2009: Aeolian dust in Europe: African sources and European deposits. – Quaternary International 198. (1–2) pp. 234–245.

Swap, R. – Garstang, M. – Greco, S. – Talbot, R. – Kallberg, P. 1992: Saharan dust in the Amazon basin. – Tellus B 44. (2) pp. 133–149.

Varga, Gy. 2011: Similarities among the Plio–Pleistocene terrestrial aeolian dust deposits in the world and in Hungary. – Quaternary International 234. (1–2) pp. 98–108.

Varga, Gy. – Kovács, J. – Újvári, G.: 2013 Analysis of Saharan dust intrusions into the Carpathian Basin (Central Europe) over the period of 1979-2011. Global and Planetary Change 100. pp. 333–342.

Yaloon, D.H. 1997: Soils in the Mediterranean region: what makes them different? – Catena. 28. pp. 157–169.