La NASA predice menos polvo sahariano en el futuro

Durante 2020, las temperaturas superficiales medias mundiales fueron las más altas registradas, empatando con 2016 como el año más cálido registrado. El año pasado también fue la temporada de huracanes más activa hasta la fecha, con muchas tormentas tropicales se intensificaron rápidamente. Cada uno de los sistemas de temperatura y tiempo interactúa con una multitud de sistemas de la Tierra y está influenciado por ellos, cada uno afectado por el calentamiento del clima. Uno de ellos es el transporte global de columnas masivas de polvo de un continente a otro.

En junio de 2020, una irrupción de polvo llamada " Godzilla " viajó desde el Sahara, el desierto más grande y caliente del planeta, a través del océano Atlántico hasta América del Norte. Si bien esta llamativa columna llegó a los titulares, los científicos de la NASA, utilizando una combinación de datos satelitales y modelos informáticos, que predicen que las columnas de polvo anuales de África se reducirán a un mínimo de 20.000 años durante el próximo siglo como resultado del cambio climático y el calentamiento de los océanos.

El desierto del Sahara tiene unos 9.200.000 kilómetros cuadrados de tierra árida que se extiende a lo largo de la mitad norte de África, y tiene un tamaño ligeramente más pequeño que los Estados Unidos continentales. Más de 60 millones de toneladas de su polvo mineral cargado de nutrientes se elevan a la atmósfera cada año, creando una capa masiva de aire caliente y polvoriento que los vientos transportan a través del Atlántico para entregar esos nutrientes al océano y la vegetación en América del Sur y el Caribe.

Una investigación reciente de la NASA describe las conexiones tipo dominó entre los factores más allá de las fronteras del desierto y el desarrollo de columnas de polvo. Estos comienzan con diferencias de temperatura entre el Atlántico norte y sur, que luego impactan los vientos constantes de este a oeste de la región, así como una banda tropical de lluvia relativamente alta ubicada cerca del Ecuador, las cuales impactan en las columnas de polvo anuales. Con el apoyo del Programa de Modelado, Análisis y Predicción ( Modeling, Analysis, and Prediction, MAP ) de la NASA, y su Programa de Ciencias de la Radiación, los científicos utilizaron su nueva comprensión de estas relaciones para pronosticar una reducción más sustancial en la actividad del polvo de lo que los estudios anteriores habían predicho basándose en el calentamiento climático anticipado.

Cada año, millones de toneladas de polvo del desierto del Sahara se arremolinan en la atmósfera por los vientos alisios del este y se transportan a través del Atlántico. Las plumas pueden llegar desde el continente africano hasta la selva amazónica, donde fertilizan la vida vegetal. Crédito: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA.

Un pasado polvoriento

“A partir de observaciones terrestres y de satélites, vemos la variabilidad del polvo africano”, dijo Tianle Yuan, científico atmosférico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "De hecho, puede cambiar bastante, de un mes a otro, de un día a otro, de un año a otro, incluso de una década a otra".

Las estimaciones de polvo recientes se derivan de datos recopilados por misiones satelitales de la NASA, que incluyen Terra, Aqua y Cloud-Aerosol Lidar y Infrared Pathfinder Satellite Observation ( CALIPSO ), una misión conjunta entre la NASA y la agencia espacial francesa, Centre National d'Etudes Spatiales .

Los investigadores también estaban interesados en ver si la relación entre la temperatura media global y la actividad del polvo en el Sahara se produjo en el pasado. Los registros geológicos que se remontan a miles de años ayudan a revelar las precipitaciones y los niveles de nutrientes en el pasado a medida que el Sahara atravesaba cambios ambientales dramáticos.

El pico del transporte de polvo sahariano al lado este de las Américas tuvo lugar aproximadamente entre 12.000 y 17.000 años atrás, al final de la última Edad de Hielo. Luego comenzó el Período Húmedo Africano , durante el cual la vasta extensión del desierto estuvo salpicada de lagos, vegetación y asentamientos humanos. El aumento de la humedad y la vida vegetal estabilizaron el suelo y minimizaron las columnas de polvo.

"El desierto del Sahara estaba relativamente húmedo en ese entonces", dijo Yuan. Los núcleos de sedimentos del norte de África frente a la costa y los registros de polen muestran que hubo más lluvia y vegetación presente. "El polvo era mucho más raro".

¿Hacia un mínimo polvoriento?

Aunque el transporte de polvo ha aumentado desde entonces, el equipo de investigación descubrió que tanto los procesos naturales como la actividad humana ahora probablemente están llevando a la Tierra de regreso a un mínimo de polvo a medida que el clima se calienta.

Las temperaturas de la superficie del mar impactan directamente en la velocidad del viento, por lo que cuando el Atlántico norte se calienta en relación con el Atlántico sur, los vientos alisios que soplan el polvo de este a oeste se debilitan. Como resultado, los vientos más lentos recogen y transportan menos polvo del Sahara.

Además de llevar menos polvo, los vientos debilitados también permiten que la banda de lluvia constante que atraviesa los trópicos se desplace hacia el norte sobre una mayor parte del desierto, lo que humedece el polvo y evita que se lo lleve. Menos polvo en el aire, que puede reflejar la luz del sol lejos de la superficie de la Tierra como un parasol, significa que más luz solar y calor llegan al océano, calentándolo aún más. En conjunto, esto crea un ciclo de retroalimentación de las temperaturas cálidas de la superficie del mar que conduce a una reducción del polvo y una reducción del polvo que a su vez contribuye a un calentamiento adicional, combinándose para impactar el clima, la calidad del aire y la formación de tormentas tropicales y huracanes.

De polvo a impactos de polvo

"El polvo juega un papel importante en el sistema de la Tierra", dijo Hongbin Yu, investigador atmosférico de Goddard. "Una disminución del polvo a medida que el clima se calienta puede tener profundas influencias en una variedad de fenómenos, pero estos impactos potenciales pueden ser buenos o malos".

En su viaje a través del Atlántico, el polvo sahariano se esparce en el océano, alimentando la vida marina y, de manera similar, la vida vegetal una vez que toca tierra. Los minerales como el hierro y el fósforo en el polvo actúan como fertilizantes para la selva amazónica , la selva tropical más grande y con mayor biodiversidad de la Tierra. Las lluvias arrastran muchos de estos valiosos nutrientes del suelo a la cuenca del río Amazonas, lo que hace que la entrega de nutrientes desde África sea importante para mantener una vegetación saludable.

Aunque el transporte de polvo africano juega un papel importante en la génesis de los suelos y el sustento de la vegetación, Yu dice que hay algunos efectos negativos porque el aumento de nutrientes puede conducir a la proliferación de algas nocivas en la costa de Florida y enfermedades y muertes de los arrecifes de coral relacionadas con el polvo. declaración.

Los residentes en el Caribe también podrían ver algunos beneficios, ya que menos polvo significa una mejor calidad del aire. Respirar polvo es particularmente peligroso para los niños, los ancianos y las personas con afecciones respiratorias como el asma. Eso llevó a un equipo del Programa de Ciencias Aplicadas a la Tierra de la NASA a desarrollar un sistema de alerta temprana para Puerto Rico que ahora proporciona tres días de tiempo antes de que una tormenta de polvo sahariana llegue a la isla, lo que les da a los médicos y funcionarios de salud pública tiempo para prepararse y trabajar con los meteorólogos. sobre alertas de calidad del aire . Utilizan datos de los espectrorradiómetros de imágenes de resolución moderada ( MODIS) en los satélites Terra y Aqua de la NASA, el instrumento Advanced Baseline Imager (ABI) a bordo del Satélite ambiental operativo geoestacionario ( GOES-16 EAST ) de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA ), y el Visible Infrared Imaging Radiometer Suite ( VIIRS ) en la articulación. El satélite Suomi NPP de la NASA / NOAA se empleó para ayudar a detectar el avance de la columna de polvo del Sahara antes de que llegara a islas como Puerto Rico el año pasado, para que las comunidades en riesgo pudieran prepararse para los efectos potencialmente adversos para la salud.

¿Se asentará el polvo?

“La última pieza de la historia mira hacia el futuro”, dijo Yuan. “Queremos saber cuál será el polvo del Sahara, dado el panorama del cambio climático que estamos pintando. Pero predecir directamente la actividad del polvo es realmente difícil porque involucra muchos procesos ”.

Con el calentamiento global proyectado, el equipo de investigación utilizó datos del modelo del Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados 5 ( Coupled Model Intercomparison Project 5, CMIP5 ) que indican al menos una reducción del 30% en la actividad del polvo en el Sahara desde los niveles actuales durante los próximos 20 a 50 años, y una disminución continua más allá de eso.

"El mínimo que experimentaron los humanos durante el período húmedo africano probablemente se superará debido al cambio climático", dice Yuan sobre los niveles de polvo durante el período húmedo africano. A medida que las columnas de polvo disminuyen, también lo harán sus impactos en la vegetación a un océano de distancia.

Texto Lara Streiff

Equipo de Noticias de Ciencias de la Tierra de la NASA