Comprendre les caractéristiques uniques de l'atmosphère arabe a beaucoup à offrir à la recherche mondiale. La pollution, conditions météorologiques, changement climatique, Santé humaine, l'agriculture et la pêche sont toutes affectées par les particules en suspension dans l'atmosphère connues collectivement sous le nom d'aérosols. Ceci est particulièrement important au Moyen-Orient, dans le cadre de la fameuse ceinture de poussière de la Terre.

Georgiy Stenchikov, professeur de sciences et d'ingénierie de la Terre à l'Université des sciences et technologies du roi Abdallah (KAUST) d'Arabie saoudite dirige une équipe de recherche qui recueille des informations importantes sur l'évolution des modèles mondiaux d'aérosols, en particulier ceux de la péninsule arabique. "L'effet des aérosols est peut-être l'aspect le moins compris de l'atmosphère, " a déclaré Stenchikov. L'importance mondiale du travail est mise à nu par une collaboration à long terme avec la NASA qui alimente en continu les données du réseau mondial de surveillance et d'analyse atmosphérique de la NASA.

La carrière distinguée de Stenchikov en sciences atmosphériques a commencé dans sa Russie natale, suivie de postes de recherche et d'enseignement dans plusieurs universités aux États-Unis. Il faisait partie d'une équipe d'experts internationaux qui contribue aux rapports du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), une équipe qui a reçu le prix Nobel de la paix en 2007.

Membre fondateur de KAUST en 2009, Stenchikov a été en partie attiré par l'opportunité d'étudier ce qu'il décrit comme "l'atmosphère absolument unique" au-dessus de la région arabe. Il est unique en raison des niveaux élevés et extrêmement variables de poussière rejetée par les déserts environnants, y compris ceux d'Afrique, combiné à un fort ensoleillement pour alimenter la photochimie.

L'interaction de la poussière et de la lumière est au cœur des recherches de Stenchikov. Son objectif est de comprendre et de modéliser l'effet de la poussière sur la pollution de l'air à la fois pour guider les étapes d'atténuation de la pollution atmosphérique et pour étudier l'influence de la poussière sur de nombreux autres domaines allant de l'agriculture et de l'industrie locales au changement climatique mondial.

L'équipe KAUST utilise trois instruments clés pour mesurer l'absorption et la diffusion du rayonnement solaire entrant par les aérosols dans l'atmosphère :un photomètre solaire robotique au sol qui envoie automatiquement des données au réseau robotique d'aérosols de la NASA, comprenant des stations de surveillance dans le monde entier ; un instrument photomètre solaire portatif, qui a été utilisé lors de croisières de navires de recherche pour surveiller les aérosols au-dessus de la mer ; et un instrument à laser qui peut créer une image précise de la distribution verticale des aérosols au-dessus des emplacements sélectionnés.

Une étude notable à bord de navires a révélé une séparation distincte de l'effet de la poussière sur le bilan énergétique dans le nord et le sud de la mer Rouge. Cela conduit à un refroidissement accru de la surface de la mer Rouge au sud, Stenchikov s'attend à ce qu'elle influence la productivité des pêcheries qui sont un élément clé de l'économie de la région.

Les chercheurs ont également détecté des changements dans les niveaux de pollution de l'air liés à des modèles modifiés de génération et de transport de poussière dans l'atmosphère. En regardant plus loin, ils ont étudié comment la poussière se déplace d'Afrique vers l'air au-dessus de la péninsule arabique, apportant des nutriments dans l'écosystème de la mer Rouge et affectant également la qualité de l'air et le bilan énergétique total de la région.

Une meilleure compréhension de la poussière et de la lumière soutiendra également le développement des technologies de production d'énergie solaire, qui sont une partie importante des plans de l'Arabie saoudite pour réduire sa dépendance au pétrole. "Le désert d'Arabie reçoit suffisamment d'énergie solaire pour alimenter le monde entier, " Stenchikov a souligné, mais savoir où et comment la poussière peut entraver la capture d'une partie de cette énergie est crucial pour planifier un avenir alimenté par l'énergie solaire.

Le groupe de Stenchikov développe des méthodes de modélisation informatique sophistiquées qui peuvent représenter et prédire les flux de poussière et leurs effets. Ceux-ci peuvent être utilisés pour rassembler et vérifier les données obtenues à partir d'un large éventail de sources de données, y compris la surveillance par satellite.

Les modèles peuvent être appliqués à des cieux éloignés de la base de Stenchikov à KAUST. Par exemple, un modèle de l'influence photochimique des aérosols a été présenté dans un article de recherche récent sur la combustion de la biomasse en Amérique du Sud. Cette étude a révélé que contrairement à la simple suie, le carbone brun (particules organiques) peut interagir avec le rayonnement solaire d'une manière qui réduit la génération de polluants atmosphériques, y compris l'ozone. Ainsi, certains effets de la combustion de la biomasse peuvent en fait atténuer d'autres aspects de la pollution atmosphérique.

Stenchikov a expliqué que les effets de la poussière environnementale sont très complexes :les avantages comprennent la fourniture de nutriments pour les cultures et la pêche et l'élimination de certains rayonnements UV nocifs, tandis que les inconvénients sont évidents de son effet sur la qualité de l'air et la santé. "L'influence de la poussière sur le bilan énergétique et la chimie de l'atmosphère est énorme, et il y a encore beaucoup à comprendre, " dit Stenchikov.