2019. április: Az évtized szaharai porviharos eseménye érte el Európát?


Narancssárgára színezett naplemente, vörös foltok és porcseppek az autók szélvédőjén, kerti bútorokon, hajók fedélzetén, marsbéli tájra emlékeztető magashegységi hómezők. A közösségi médiában fellelhető beszámolók és fényképek ilyesmikről számolnak be a Kréta szigetétől Dél-Európán át a Brit-szigetekig. Elérte Európát az évtized (egyik) legmarkánsabb szaharai porviharos eseménye.
2019-et írunk, egyelőre úgy fest, hogy a címben feltett kérdésre IGEN a válasz.

Szaharai porviharos esemény? Mit is takar a fogalom?
Ezzel a névvel szoktuk illetni az észak-afrikai porforrásterületekről kiinduló intenzív porkifúvásos epizódokat, melyek során a több ezer vagy tízezer kilométeres távolságba is eljut – olykor hatalmas mennyiségben – a szaharai finomszemcsés poranyag.

Lehetett tudni előre a por érkezéséről?
Már napokkal az első beszámolók előtt felkeltette a kutatók figyelmét a porkibocsátást előrejelző modellek néhány friss szimulációja. A Barcelona Supercomputing Center légköri pormennyiségre és nedves ülepedésre vonatkozó predikciói egy csaknem teljes Európát érintő porkifúvásos esemény lehetőségét vázolták fel. A modellfuttatások szerint már 2019. április 19-én eléri az Ibériai-félszigetet némi szaharai por, mely porral telített légtömegek aztán a légköri viszonyok alakulása és a lényegében korlátlan mennyiségben rendelkezésre álló poranyag-utánpótlás révén egyre nagyobb kiterjedésű területeket fognak érinteni. Kezdetben a Nyugat-Mediterráneum, Spanyolország, Dél-Franciaország és Olaszország, majd a Balkán-félsziget, Közép- és Nyugat-Európa, a Brit-szigetek, míg végül Szent-György napjára Krétától Izlandig, majdhogynem a teljes kontinens légköre szaharai porral lesz telítve.

Miért alakult ki ez a légköri helyzet?
Egy magaslégköri teknő délfelé húzódása eredményeként kialakult hidegcsepp áll az esemény meteorológiai hátterében. A keletfelé mozgó alacsonynyomású légköri képződmény előoldalán alakult ki az intenzív déli áramlás, mely ezután a kontinens feletti anticiklon blokkoló hatása miatt nem egyre jobban szétterjedt ÉNy-Európától egészen a Földközi-tenger keleti medencéjéig.


Mennyire ritka ez az esemény?
Gyakran figyelhető meg szaharai por a Földközi-tenger medencéjében. Korábbi vizsgálataink során a nyugati részmedencében (Alborán- és Baleár-tengerek) a teljes vizsgált időszak 23,5%-ában, a középső részmedencében (Tirrén- és Jón-tenger) 29,5%-os, míg a keleti részmedencében 33,75%-os gyakorisággal azonosítottunk szaharai eredetű port a légkörben. 

Az 1979 és 2012 közti vizsgálati időszakban 130 szaharai porviharos eseményt sikerült hazánk légkörében azonosítani. A poros események száma évenként jelentős eltérést mutatott, ellenben a szezonalitásában egyértelműen jelentkezett a térségre várható tavaszi, illetve nyári maximum.

A porviharos események gyakorisága és az olykor előforduló kisebb térségeket érintő intenzív kimosódások ellenére, ilyen mértékű és ekkora területre kiterjedő epizódot az elmúlt években nem tapasztaltunk.

Hova jut el a szaharai por?
Általánosságban elmondható, hogy négy fő porszállítási útvonal indul ki a szaharai porforrások felől: (1) nyugati irányba a „szaharai légréteg (Saharan Air Layer)” az Atlanti-óceánt átszelve, a Kanári- és Zöldfoki-szigeteket is érintve, Észak- és Dél-Amerika területére; (2) dél felé a Harmattán által a Guineai-öböl térségébe jutnak el az ásványi szemcsék; (3) északi irányba indulva Európa térségét borítja be olykor hatalmas mennyiségű por; (4) kelet felé pedig a Közel-Keletet (Alpert, P. és Ziv, B. 1989) és (pl. a Tokar deltán keresztül) a Vörös-tenger légkörét érintheti szaharai porviharos esemény.
A most kialakult porviharos esemény kapcsán külön figyelmet érdemel az ÉNy-Európát érintő porszállítási útvonal. Az Egyesült Királyságot elhagyva a porfelhőnk feltartóztathatatlanul nyomul tovább Izland és Grönland irányába. Korábbi kutatásaink során már mi is foglalkoztunk az Izlandra eljutó szaharai porral, mely vizsgálatok során sikerült kimutatni, hogy olykor hatalmas (100 µm) méretű kvarc szemcsék is eljutnak a Szaharából a sarkkör térségébe. A magasabb szélességekre eljutó szaharai poranyag környezeti jelentősége a hóval és jéggel borított régiók albedojának megváltoztatásában rejlik, melynek "köszönhetően" a fokozódik a melegedés és az olvadás ezekben a térségekben.


Mi várható a jövőben?
Az Európát érintő porviharos események egy jellemző tavaszi-nyári szezonális eloszlással jellemezhetők. Az elmúlt években mégis egyre több alkalommal figyelhettünk meg őszvégi-téli, jelentős porkimosódással együtt járó epizódot. Ennek hátterében az egyre nagyobb délies amplitúdójú magaslégköri áramlásokat sejtjük. Megbízható műszeres mérési adatokkal az 1880-as évek óta rendelkezünk, azóta a globális átlaghőmérséklet csaknem 1˚C-ot emelkedett. Ennek a melegedésnek a döntő többsége az elmúlt 10-15 évben történt és a térbeli eloszlása sem egyenletes; a poláris területek melegedése többszöröse az alacsonyabb szélességek hőmérsékletváltozásának. A mérsékeltövi ciklontevékenységért felelős Rossby-hullámok alakulása a meridionális hőmérséklet függvényében változik, minél kisebb ez a különbség, annál lomhább, nagyobb amplitúdójú magaslégköri hullámok képződnek az arktikus amplifikáció miatt.
Ha ez valóban így működik, akkor kettős következménye lehet a hazánkat érintő szaharai porviharos eseményekre vonatkoztatva: (1) a lassabb nyugat-keleti irányú mozgás révén tovább fennmarad a porviharos epizód kialakulásáért felelős szinoptikus meteorológiai helyzet; (2) a nagyobb délies kilengése egy ilyen magaslégköri hullámnak nagyobb valószínűséggel vezet a teknőről lefűződő hidegcsepp létrejöttéhez, mely a legintenzívebb porviharos események hátterében áll.

Mekkorák a porszemcsék?
Jellemzően kőzetliszt-méretűek, döntően néhány 10 µm. A magyar elnevezés rendkívül találó, hiszen a hétköznapi finomra őrölt lisztéhez hasonló igen apró, 2–62,5 µm (tehát 1/500 – 1/16 mm) átmérőjű szemcseméret ezek. (Csak, hogy jobban el tudjuk képzelni ezt a méretet: hajszálaink átmérője - egyénektől függően – körülbelül 20 és 180 µm közt változik.)
Ehhez a szemcsemérethez tartozó szedimentációs sebesség értéke 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.
Amúgy, ha a minket körülvevő földtani környezetre és talajtakaróra tekintünk és megvizsgáljuk az apró ásványi szemcsékből felépülő törmelékes üledékes kőzeteket, arra lehetünk figyelmesek, hogy a néhány és főként a néhánytíz mikronos szemcsék mennyisége számos esetben kiugróan nagynak adódik.

Mekkora mennyiségről van szó? És honnan jön a por?
Több tízmillió tonnányi szaharai por került most a légkörbe. Amúgy, Földünk porforrásterületeinek éves kibocsátása néhány milliárd tonnára tehető, melynek legnagyobb hányada a Szahara területéről kerül ki.
Korábbi években a fő lehordási területnek tekintett sivatagi-félsivatagi térségek gyér mérőhálózata miatt nem rendelkeztünk megfelelő mennyiségű meteorológiai adattal. Ez mára már megváltozott, így a közvetlen felszíni és légköri mérések adatsorai, valamint 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 viszonylag jól ismerjük.
A légköri por környezeti jelentőségének felismerése révén kialakított specifikus meteorológiai mérőhálózatok terjedésének és a műholdas mérési adatsorok elegendő hosszúságának és hozzáférhetőségének, valamint a folyamatosan fejlődő számítógépes adatelemzési technikáknak köszönhetően a jelenkori porviharok legfontosabb lehordási területeit, szezonális vagy többévente jelentkező intenzitási változásait egyre pontosabban ismerjük. A területi eloszlás kapcsán további részletek elérhetők itt: Porviharok földrajza.
Globális átlagos aeroszol-térkép és a legfőbb forrásterületek
1. Észak-Afrika: 1.1. Bodélé-medence; 1.2. Azawagh-szerkezeti medence; 1.3. Taudeni-medence D-i része; 1.4. Ny-szaharai hegylábfelszínek; 1.5. Tidikelt-depresszió és az Ahaggar Ny-i, ÉNy-i törmelékkúpjai; 1.6. Chott Melrhir és Chott Jerid sóstavak; 1.7. Kireneika és a Kattara-mélyföld; 1.8. Nílus Ny-i réteglépcsői; 1.9. Tokar; 2. Közel-Kelet: 2.1. Jebel Tuwaiq sós lapályai és időszakos vízfolyásai; 2.2. Jebel Dhoraf sabkha rendszere; 2.3. Tigris-Eufrátesz ártere; 3. Belső- és Kelet-Ázsia: 3.1. Szeisztán-medence; 3.2. Dast-e Kavir és Dast-e Lut; 3.3. Fergana-medence; 3.4. Kara-Bogaz Gol; 3.5. Aral-tó egykori medre; 3.6. Balkhas-Alakol-medence alluviális lerakódásai; 3.7. Dzsungár-medence; 3.8. Uvs-tó zárt medencéje; 3.9. Takla-Makán; 3.10. Lop-nór vidéke (Quaidam-medence); 3.11. Indus és Gangesz ártere; 3.12. Thar sivatag; 4. Észak-Amerika: 4.1. Nagy-Sóstó vidéke; 4.2. Smoke Creek és Black Rock sivatag; 4.3. Salton-tó egykori medencéje; 4.4. Chihuahuan sivatag; 4.5. Bolsón de Mapimí; 5. Dél-Amerika: 5.1. Salar de Uyuni (és az Altiplano további sóstavai); 5.2. Déli-Andok hegylábfelszíne; 5.3. Patagónia; 6. Dél-Afrika: 6.1. Etosha sósmocsár; 6.2. Makgadikgadi-depresszió; 7. Ausztrália: 7.1. Eyre-tó medencéje; 7.2. Darling alluviális üledékei; 7.3. Murray-menti sósmocsarak; 7.4. Barkly-táblavidék sós lapályai.

Kell-e félni a szaharai portól?
A szárazon kihulló por a felszínen is megjelenhet, de sokkal látványosabb az egyre gyakoribbá váló csapadéknak köszönhető nedves ülepedés, amit véres esőként is emlegetnek. Az esőcseppekkel felszínre érkező vöröses, narancssárgás sivatagi eredetű porszemcsék foltokat hagynak az autók szélvédőjén, karosszériáján, a tetőablakokon, a kertibútorokon, a fák levelein, de nagykiterjedésű hómezők egész felületét is képesek elszínezni.
Anyagi összetételét tekintve nem igazán nevezhető különlegesnek a szaharai por. Lényegében kvarc, földpát, kalcit, dolomit szemcsékről és agyagásványokról van szó, a különböző forrásterületi tulajdonságok miatt változatos arányokban. A szervetlen összetevőkön túl természetesen sok egyéb más is megfigyelhető a poranyagban: spórák, gombák, baktériumok, azaz lényegében az összes szaharai mikroorganizmust azonosítani lehet kismennyiségben.
Egészségügyi hatásai a megnövekedett légköri porkoncentráció kellemetlenségén túl nem jellemzőek. A légköri PM10-es szállópor koncentrációja Spanyolország, Olaszország és Görögország egyes régióiban a szaharai porkitörések alkalmával gyakran az egészségügyi határérték fölé emelkedik, emiatt az új európai emisszió csökkentési direktívák betartása esetenként nem valósítható meg.

Mik a szaharai por környezeti hatásai?
Az elmúlt években a környezeti kutatások homlokterébe kerültek a légköri porral kapcsolatos vizsgálatok, azon egyszerű tényből kifolyólag, hogy hazánkkal ellentétben bolygónk számos „porosabb” térségében fontos éghajlati és egyéb környezeti jelenség esetében bizonyosodott be a porviharok által a légkörbe juttatott aeroszol részecskék (aeroszol: légkörünk szilárd és cseppfolyós halmazállapotú részecskéinek halmaza) domináns szerepe. Földünk energiaháztartását nagyban befolyásolja, hogy a Napból érkező rövidhullámú sugárzás mekkora hányada éri el a földfelszínt. A légköri por jelentős hatással bír a sugárzási energia visszaverésében, elnyelésében és szórásában; többnyire lecsökkentve ezáltal a beérkező energia mennyiségét. Ezen közvetett hatáson túl, egyes ásványi összetételű apró részecskék a felhőképződést is fokozzák, tovább csökkentve ezzel a besugárzást.
Az energiamérleget szintén befolyásoló szén-dioxid koncentráció kismértékű módosításában is részt vesz a sivatagból kifújt por. Bolygónk tüdejének számító erdőségeinken túl, az óceáni ökoszisztémák szerepe a CO2 elnyelésében döntő jelentőségű. Azonban a szárazföldektől és tengeráramlásoktól távol eső térségek biológiai értelemben sivatagnak tekinthetők, hiszen a növényi életformák számára nem rendelkeznek kellő mennyiségű tápanyaggal. A légkörből kihulló poranyag tápanyagot (Si, Fe, P stb.) szolgáltat e térségek számára, hozzájárulva ezzel a fitoplankton szervezetek szénmegkötő tevékenységéhez.
Egyes forrásterületekről származó porkitörések alkáliákban gazdag anyaga a csapadék pH-viszonyait is módosíthatja, hozzájárulva ezzel a savas esők gyakoriságának csökkenéséhez. Szaharai eredetű porhullásos események felismeréséhez azonosító bélyegként használják a megnövekedett kémhatású csapadékokat. Egyesek 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.


Miért érdekes mindez nekünk?
A szél által légkörbe juttatott porszemcsékkel és azok kiülepedése után felhalmozódott finomszemcsés, úgynevezett hullóporos eredetű üledékekkel kapcsolatos vizsgálatok a környezeti kutatásokhomlokterében állnak. Az eolikus por mennyisége érzékenyen reagál az éghajlati változásokra, így az akkumulálódott poranyag fizikokémiai tulajdonságai is mind tükrözik a felhalmozódásukkor uralkodó környezeti viszonyokat. Éppen ezért használjuk a legismertebb, hazánk területének is csaknem felét borító hullóporos löszsorozatokat előszeretettel a paleoklimatológiai rekonstrukciók során.
Különösen igaz ez manapság, amikor az emberi tevékenység hatására lezajló, a földtörténeti múltban nem látott dinamikájú, sebességű éghajlatváltozással nézünk farkasszemet. A Föld-rendszer megértése szempontjából rendkívüli jelentőséggel bírnak a (1) légkörben lezajló különböző léptékű változások; a (2) változásokra érzékenyen reagáló, sérülékeny térségek (pl. szárazságokkal sújtott régiók) környezeti állapota; (3) az egyre gyakoribbá váló szokatlan természeti jelenségek (pl. szaharai porhullás és kimosódás a Kárpát-medencében) megmagyarázása valamint (4) a rendszerben lezajló változásokban játszott emberi szerep mértékének meghatározása, mely a természetes variabilitás megismerése nélkül lehetetlen.
A kérdéskör bonyolultságát mutatja, hogy vizsgálatok során számos tudományterület eredményeinek felhasználására van szükségünk, hogy a folyamatokat rendszerként elemezhessük (pl. a kőzetliszt-méretű szemcsék kialakulásának földtani folyamatai; a porviharokat eredményező szinoptikus meteorológiai viszonyok és légtömegek mozgáspályáinak, trajektóriáinak elemzése; az ásványi por biogeokémiai ciklusokban betöltött szerepe; éghajlatmódosító folyamatok kölcsönhatásai; antropogén hatások stb.). A földrajzi gondolkodásmód szintetizáló jellege alapjaiban szükséges azoknak a tér- és időbeli kereteknek az egységes kezeléséhez, melyeket figyelembe kell vennünk munkánk során; a néhány mikron átmérőjű ásványi szemcséktől a több tízezer kilométer távolságokra eljutó légtömegekig (~10-6-107 m); a néhány órás, napos porviharos eseményektől indulva a földtörténeti múltban évmilliós ciklusokig (~10-3-106 év), kiegészítve ezt még a jövőre vonatkozó modellekkel. A számos nagyságrendet átölelő dimenziók az egységként történő kezelésének és elemzésének az igénye teszi ezt a kérdéskört a mai modern földrajztudomány egyik legérdekesebb és legizgalmasabb problematikájává.

Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése

Megjegyzés: Megjegyzéseket csak a blog tagjai írhatnak a blogba.