Піщані та курні бурі

Піщані і курні бурі зазвичай відбуваються, коли сильні вітри піднімають велику кількість піску та пилу з оголених сухих ґрунтів в атмосферу. За останнє десятиліття вчені дійшли розуміння їхнього впливу на клімат, здоров’я людини, навколишнє середовище та багато соціально-економічних секторів. Члени ВМО знаходяться в перших рядах у процесі оцінки цих впливів та розробки продукції для вироблення керівних вказівок стосовно політики у сфері забезпечення готовності, адаптації та пом’якшення наслідків. 

Піщані та курні бурі — це поширене метеорологічне небезпечне явище у посушливих та напівзасушливих регіонах. Вони зазвичай утворюються під впливом гроз (або сильних градієнтів тиску, пов’язаних із циклонами), що призводять до збільшення швидкості вітру на великій площі. Ці сильні вітри піднімають велику кількість піску та пилу з оголених сухих ґрунтів в атмосферу, переносячи їх на сотні та тисячі кілометрів. Близько 40% аерозолів у тропосфері (найнижчий шар земної атмосфери) складають частинки пилу від вітрової ерозії. Основними джерелами цього мінерального пилу є посушливі регіони Північної Африки, Аравійського півострова, Центральної Азії та Китаю. На Австралію, Америку та Південну Африку доводиться порівняно незначний, але все ж таки важливий внесок. Згідно з глобальними оцінками,

Після відриву від поверхні частинки пилу піднімаються більш високі рівні тропосфери за допомогою турбулентного перемішування і конвективних висхідних потоків. Потім вони можуть переноситися вітрами протягом певного часу в залежності від їх розміру та метеорологічних умов, перш ніж знову повернутися на поверхню. У той час як більші частинки осаджуються швидше, частинки менших розмірів більшою мірою схильні до перенесення. Пил також вимивається з атмосфери опадами. Середній термін перебування частинок пилу в атмосфері становить від кількох годин для частинок з діаметром більше 10 мкм до більш ніж 10 днів для частинок з діаметром менше 1 мкм.

Взаємодія з погодою та кліматом

Аерозолі, особливо мінеральний пил, впливають на погоду, а також на глобальний та регіональний клімат. Частинки пилу, особливо покриті забрудненням, діють як ядра конденсації для формування теплих хмар та як ефективні агенти крижаних ядер для утворення холодних хмар. Здатність частинок пилу діяти як такі залежить від їх розміру, форми та складу, які, у свою чергу, залежать від природи ґрунтів походження, викидів та процесів перенесення. Модифікація мікрофізичного складу хмар змінює їхню здатність поглинати сонячну радіацію, що опосередковано впливає на енергію, що досягає поверхні Землі. Частинки пилу також впливають зростання хмарних крапель і кристалів льоду, впливаючи в такий спосіб кількість і місце розташування опадів.

Пил, що переноситься по повітрю, має таку саму дію, що і парниковий ефект: вона поглинає і розсіює сонячну радіацію, що надходить в атмосферу Землі, зменшуючи кількість, що досягає поверхні, і поглинає довгохвильову радіацію, що відбивається від поверхні, перевипромінюючи її у всіх напрямках. Знову ж таки, здатність пилових частинок поглинати сонячну радіацію залежить від розміру, форми та мінералогічного та хімічного складу частинок. Для кількісного визначення цього впливу також потрібна інформація про вертикальний розподіл пилу в повітрі (вертикальний профіль) та про характеристики підстилаючої поверхні.

Вплив на здоров’я людини

Пил, що переноситься повітрям, становить серйозну загрозу для здоров’я людини. Розмір часток пилу є ключовим фактором, що визначає потенційну небезпеку здоров’ю людини. Частинки розміром понад 10 мкм не є інгальованими, у зв’язку з чим вони можуть пошкоджувати лише зовнішні органи, викликаючи, в основному, подразнення шкіри та очей, кон’юнктивіт та підвищений ризик виникнення очної інфекції. Частини, що інгалюються, розміром менше 10 мкм, часто потрапляють у ніс, рот і верхні дихальні шляхи, у зв’язку з чим можуть викликати респіраторні розлади, такі як астма, трахеїт, пневмонія, алергічний риніт і силікоз. Однак дрібніші частинки можуть проникати в нижні дихальні шляхи і потрапляти в кровообіг, де вони можуть впливати на всі внутрішні органи та викликати серцево-судинні порушення.

Залежно від погоди та клімату, пил може залишатися у повітрі у зваженому стані кілька днів, призводячи до спалахів алергії на значній відстані від джерела .

Map of meningitis belt (in red) and regions of high risk of epidemics (brown) all other regions may have lower incidence of outbreaks and sporadic cases (source: World Health Organization)   На карті пояс менінгіту відзначений червоним кольором, регіони підвищеного ризику відзначені коричневим кольором, у всіх інших регіонах може спостерігатися нижча частота спалахів та спорадичних випадків (джерело: Всесвітня організація охорони здоров’я )

Деякі інфекційні хвороби можуть передаватися через пилюку. Менінгококовий менінгіт (бактеріальна інфекція тонкого тканинного шару, що оточує мозок та спинний мозок) може призвести до пошкодження головного мозку та до смерті у 50% випадків за відсутності лікування. Спалахи відбуваються у всьому світі, але найвища захворюваність спостерігається в «поязі менінгіту», який охоплює частину Африки на південь від Сахари з населенням близько 300 мільйонів людей. Ці спалахи носять сильно сезонний характер – багато досліджень вказують на зв’язок умов навколишнього середовища, таких як низька вологість і запорошені умови, з часом і місцем зараження. Дослідники вважають, що вдихання частинок пилу в жарку суху погоду може пошкодити слизову оболонку носа та горла, створюючи сприятливі умови для бактеріальної інфекції. Більш того, оксиди заліза,

Пил також відіграє роль у передачі потенційно смертельної лихоманки долини Сан-Хоакін на південному заході Сполучених Штатів Америки та в північній частині Мексики, виступаючи як переносник суперечка грибів Coccidioides .

Вплив на навколишнє середовище та суспільство

Поверхневі пилові відкладення є джерелом живильних мікроелементів для континентальних та морських екосистем. Вважається, що пил із Сахари удобрює тропічні ліси Амазонки, а перенесення пилу, що містить залізо і фосфор, як відомо, приносить користь виробництву морської біомаси в деяких районах Світового океану, які страждають від нестачі таких елементів. Але пил також має багато негативних впливів на сільське господарство, включаючи скорочення врожайності сільськогосподарських культур через те, що саджанці виявляються покритими шаром пилу, що призводить до втрати рослинної тканини, зниження фотосинтетичної активності та збільшення ерозії ґрунтів.

Непрямі впливи пилових осаджень включають заповнення зрошувальних каналів, покриття транспортних маршрутів і погіршення якості річкових або потокових вод. Скорочення видимості через пил у повітрі також впливає на повітряний і наземний транспорт. Погана видимість створює небезпеку при зльоті та посадці літаків, внаслідок чого посадку літаків, можливо, потрібно буде перенести в інше місце, а вильоти будуть затримані. Пил також може ерозійно впливати на поверхню літака і пошкоджувати двигуни.

Пил може впливати на вихідну потужність сонячних електростанцій, особливо тих, які повністю залежать від прямої сонячної радіації. Пилові відкладення на сонячних панелях є основною проблемою операторів установок. Для підтримки сонячних батарей у стані, вільному від пилу, з тим щоб частинки не блокували радіацію, що надходить, потрібен час і робоча сила.