На юго-западе Канзаса в 1930-х годах наблюдались одни из самых сильных пыльных бурь, когда-либо зарегистрированных в США, когда апокалиптические облака тяжелой пыли наводили ужас и даже убивали людей, домашний скот и диких животных.
Давным-давно фермеры отказались от методов, которые привели к возникновению Пыльного котла, но пыль все еще может нанести вред здоровью, сельскому хозяйству и транспорту, усугубляя экологические проблемы. Действительно, пыльные бури могут увеличиться, поскольку изменение климата приводит к более засушливым условиям. (Национальное управление океанических и атмосферных исследований утверждает, что с 1990 по 2011 год на юго-западе США число пыльных бурь, переносимых ветром, увеличилось на 240 %.)
Сегодня исследователь из Канзасского университета разработал передовую методику прогнозирования запыленных условий за несколько месяцев до их возникновения, обещая транспортным менеджерам, климатологам и людям, страдающим от проблем со здоровьем, гораздо больше времени для подготовки к запыленным условиям. Напротив, обычные методы прогнозирования пыли в воздухе дают предупреждение только за несколько дней.
Бинг Пу, доцент кафедры географии и атмосферных наук в KU, является ведущим автором новой статьи в Geophysical Research Letters, в которой подробно описывается метод долгосрочного прогнозирования пыли, который ее команда использовала для точного прогнозирования запыленности на юго-западе и в центре. США.
«Мы используем статистическую модель, ограниченную данными наблюдений, и результаты современной модели динамического сезонного прогнозирования, основанной на данных наблюдений 1 декабря», - сказал Пу. «Мы обнаружили, что с помощью нашего метода мы действительно можем дать искусный прогноз запыленности весной, в один из самых пыльных сезонов в США. Ю., над юго-западным регионом и районом Великих равнин - двумя самыми пыльными районами США».
Пу и ее коллеги Пол Жину и Сара Капник из Лаборатории геофизической гидродинамики NOAA, а также Сяосун Ян из NOAA и Университетской корпорации атмосферных исследований смогли предсказать «дисперсию» или дни, когда было больше или меньше пыли в воздухе, чем в среднем.
«На юго-западе США наша модель зафиксировала дисперсию запыленности за период с 2004 по 2016 год примерно на 63%», - сказал Пу. «В Великих планах объясняется около 71% расхождений».
Пу сказал, что факторы, влияющие на количество пыли в воздухе, могут включать в себя приземные ветры, осадки и голость ландшафта. Эти виды данных были включены в качестве ключевых переменных в модель прогнозирования.
По словам Пу и ее сотрудников, высокий уровень переносимой по воздуху пыли может повлиять на отдельных людей, транспортные системы и сельскохозяйственное производство.
«Маленькие частицы пыли очень легко попадают в вашу дыхательную систему, а затем могут вызвать заболевания легких, такие как астма, и некоторые исследования предполагают, что может быть какая-то связь с раком легких», - сказал Пу. «Исследование показало, что пыльные бури связаны с долинной лихорадкой в Аризоне, поскольку грибки могут прикрепляться к частицам пыли. А когда идет сильная пыльная буря, видимость снижается, что может увеличить количество автомобильных аварий на шоссе. В 2013 году была сильная пыль. штормы в западном Канзасе, которые ухудшили видимость и вызвали проблемы для местного движения. В Аризоне, когда идет сильная пыльная буря, обычно называемая «хабуб», стена пыли поднимается на несколько километров в высоту, и это может повлиять на аэропорты - аэропорты должны близко из-за пыльных бурь. К счастью, эти бури распространяются быстро и рассеиваются через несколько часов."
Помимо безопасности для людей, команда Пу подробно описала в своем исследовании, как высокий уровень пыли может повлиять на окружающую среду в целом.
«Частицы пыли поглощают и рассеивают как солнечную, так и земную радиацию, тем самым влияя на местный радиационный баланс и региональный гидроклимат», - написали они. «Например, обнаружено, что пыль усиливает суровые засухи в Соединенных Штатах за счет повышения стабильности атмосферы, модулирует североамериканский муссон за счет нагревания нижней тропосферы, ускоряет таяние снега и возмущает сток над бассейном реки Верхний Колорадо, оседая на снег."
Пу сказала, что надеется, что когда-нибудь какая-нибудь организация или государственное учреждение сможет запустить разработанную ею модель и выпустить прогнозы сезонной пыли на несколько месяцев вперед, особенно если потенциальный высокий уровень пыли вызовет беспокойство.
«Дорожные системы и здоровье человека больше всего выиграют от этой способности долгосрочного прогнозирования пыли и качества воздуха», - сказала она. «Я думаю, что было бы здорово, если бы какой-нибудь институт пытался давать регулярные прогнозы изменения запыленности, которые могли бы быть полезны для аэропортов, дорожного движения или менеджеров по транспорту. Учреждения могут планировать время, когда в районе может быть много пыли. Это может даже повлиять на планы местных фермеров».
В настоящее время Пу намерен продолжить совершенствование модели прогнозирования запыленности, чтобы включить в нее нетипичные погодные воздействия и деятельность человека, которые могут способствовать формированию запыленности.
«Мы хотим продолжать понимать, какие еще факторы сезонных колебаний пыли не были изучены», - сказала она. «Например, такие крупномасштабные факторы, как Эль-Ниньо-Южное колебание, а также антропогенные факторы, как влияние человека через сельское хозяйство или строительные проекты, могут повлиять на выбросы пыли в будущем. Конечно, мы также хотим продолжать сотрудничество с люди из NOAA GFDL, чтобы дать прогнозы по пыли."