(a) Climatologie (2004?2016) de la fréquence des événements de poussière (%) en mars?avril?mai (MAM), et anomalie (en référence à la climatologie ; %) en 2010 provenant de (b) Spectroradiomètre imageur à résolution modérée (MODIS), (c) prédiction avec l'ensemble En1, (d) prédiction avec l'ensemble En2, et anomalies moyennées entre 2011 et 2013 à partir de (e) MODIS, (f) prédiction avec En1, et (g) prédiction avec En2. La zone en pointillé indique qu'au moins huit des 12 membres de l'ensemble présentent le même signe que les anomalies MODIS. Les valeurs manquantes sont grisées. Les cases noires indiquent les zones moyennes sur le sud-ouest des États-Unis (case 1) et le nord (case 2) et le sud des Grandes Plaines (case 3). Les corrélations de modèle (non centrées) entre les prédictions et MODIS sur le sud-ouest des États-Unis (premier) et les Grandes Plaines (deuxième) sont indiquées en bas à gauche en bleu. Crédit :Pu, et al.
Le sud-ouest du Kansas dans les années 1930 a connu certaines des pires tempêtes de poussière jamais enregistrées aux États-Unis, quand des nuages apocalyptiques de poussière épaisse terrifiaient et tuaient même des gens, le bétail et la faune.
Il y a longtemps, les agriculteurs ont progressivement abandonné les types de pratiques qui ont provoqué le Dust Bowl, mais la poussière peut encore nuire à la santé, l'agriculture et les transports tout en exacerbant les problèmes environnementaux. En effet, les tempêtes de poussière peuvent augmenter à mesure que le changement climatique entraîne des conditions plus sèches. (La National Oceanic and Atmospheric Administration affirme que les tempêtes de poussière soufflées par le vent ont augmenté de 240 % de 1990 à 2011 dans le sud-ouest des États-Unis.)
Aujourd'hui, un chercheur de l'Université du Kansas a mis au point une technique avancée pour prévoir les conditions poussiéreuses des mois avant qu'elles ne surviennent, des gestionnaires de transport prometteurs, les climatologues et les personnes souffrant de problèmes de santé ont beaucoup plus de temps pour se préparer à des conditions poussiéreuses. Par contre, les méthodes courantes de prévision de la poussière dans l'air ne donnent que quelques jours d'avertissement à l'avance.
Bing Pu, professeur assistant de géographie &sciences de l'atmosphère à la KU, est l'auteur principal d'un nouvel article dans Lettres de recherche géophysique détaillant une méthode de prévision de la poussière à longue portée que son équipe a utilisée pour prédire avec précision la formation de poussière dans le sud-ouest et le centre des États-Unis.
"Nous utilisons un modèle statistique contraint par des données d'observation et la sortie d'un modèle de prévision saisonnière dynamique de pointe basé sur des informations d'observation le 1er décembre. " dit Pu. " Nous avons trouvé en utilisant notre méthode, nous pouvons en fait donner une prédiction habile pour la poussière au printemps, l'une des saisons les plus poussiéreuses des États-Unis, sur les régions du sud-ouest et des Grandes Plaines, deux des régions les plus poussiéreuses des États-Unis."
Pu et ses collègues, Paul Ginoux et Sarah Kapnick du Laboratoire de dynamique des fluides géophysiques NOAA, et Xiaosong Yang de la NOAA et de la University Corporation for Atmospheric Research, ont pu prédire « la variance, " ou les jours où il y avait plus ou moins de poussière dans l'air que la moyenne.
"Dans le sud-ouest des États-Unis, notre modèle a capturé la variance de l'empoussièrement sur la période de 2004 à 2016 d'environ 63%, " dit Pu. " Sur les Grands Plans, environ 71% de la variance s'explique."
Pu dit que les facteurs influençant les quantités de poussière dans l'air peuvent inclure les vents de surface, précipitations et degré de nudité du paysage. Ces types de données ont été incorporés comme variables clés dans le modèle de prédiction.
Selon Pu et ses collaborateurs, des niveaux élevés de poussière en suspension dans l'air peuvent affecter les individus, systèmes de transport et production agricole.
« Les petites particules de poussière sont très facilement absorbées par votre système respiratoire et peuvent ensuite provoquer des maladies pulmonaires comme l'asthme - et certaines études suggèrent qu'il pourrait y avoir un lien avec les cancers du poumon, ", a déclaré Pu. "Une étude révèle que les tempêtes de poussière sont liées à la fièvre des vallées en Arizona, car les champignons peuvent se fixer aux particules de poussière. Et quand il y a une violente tempête de poussière, la visibilité est réduite, ce qui peut augmenter les accidents de voiture sur les autoroutes. En 2013, il y a eu de violentes tempêtes de poussière dans l'ouest du Kansas qui ont réduit la visibilité et causé des problèmes à la circulation locale. En Arizona, quand il y a une forte tempête de poussière généralement appelée « haboob, ' le mur de poussière monte à quelques kilomètres de haut, et cela peut affecter les aéroports - les aéroports doivent fermer en raison des tempêtes de poussière. Heureusement, ces tempêtes se déplacent rapidement et se dissipent au bout de quelques heures."
Au-delà de la sécurité des personnes, L'équipe de Pu détaille dans son étude comment des niveaux élevés de poussière peuvent influencer l'environnement dans son ensemble.
"Les particules de poussière absorbent et diffusent à la fois le rayonnement solaire et terrestre, affectant ainsi le bilan radiatif local et l'hydroclimat régional, " ont-ils écrit. " Par exemple, la poussière amplifie les sécheresses sévères aux États-Unis en augmentant la stabilité atmosphérique, moduler la mousson nord-américaine en chauffant la basse troposphère, et d'accélérer la fonte des neiges et de perturber le ruissellement sur le bassin supérieur du fleuve Colorado par son dépôt sur la neige."
Pu a déclaré qu'elle espérait qu'un jour une organisation ou une agence gouvernementale pourrait exécuter le modèle qu'elle a développé et publier des prévisions de poussière saisonnière des mois à l'avance, surtout si le potentiel de niveaux élevés de poussière est préoccupant.
« Les systèmes de circulation et la santé humaine bénéficieraient le plus de cette capacité de prédiction à long terme sur la poussière et la qualité de l'air, " dit-elle. " Je pense que ce serait formidable si un institut essayait de donner des prévisions régulières des variations de poussière qui pourraient être utiles pour les aéroports, le trafic routier ou les gestionnaires de transport. Les installations pourraient prévoir des moments où il pourrait y avoir beaucoup de poussière dans la zone locale. Cela pourrait même affecter les plans des agriculteurs locaux. »
Pour le moment, Pu vise à continuer à affiner le modèle de prévision de la poussière pour inclure les influences météorologiques atypiques et l'activité humaine qui pourraient contribuer aux modèles de poussière.
"Nous voulons continuer à comprendre quels autres facteurs n'ont pas été explorés dans la variation saisonnière de la poussière, " dit-elle. " Par exemple, ces facteurs à grande échelle tels que l'oscillation australe El Niño, et aussi des facteurs anthropiques, comment l'influence des gens à travers l'agriculture ou les projets de construction, pourrait affecter les émissions de poussière à l'avenir. Bien sûr, nous voulons également continuer à collaborer avec les gens de la NOAA GFDL pour donner des prévisions de poussière."
