Au cours du dernier mois, certaines régions d'Europe ont été frappées par d'intenses tempêtes de poussière. D'abord, un panache de poussière massif originaire du nord-est de l'Algérie a provoqué un ciel rougeâtre dans de grandes parties de l'Europe. Puis, des dépôts de poussière teintent en brun les Pyrénées enneigées et les Alpes. Fin février, une épidémie de poussière saharienne a durement touché les îles Canaries avant de se diriger vers l'Europe continentale, atteignant aussi loin au nord que la Scandinavie.

Bien qu'une activité de poussière aussi intense et persistante soit inhabituelle, il n'est pas rare que l'Europe connaisse quelques grandes épidémies de poussière chaque année.

Pourquoi la poussière est-elle un problème ?

La poussière du désert est produite par l'érosion éolienne des surfaces arides et semi-arides. Cela affecte la météo, climat et chimie atmosphérique, fournit du fer et du phosphore aux écosystèmes terrestres et océaniques, et augmente la photosynthèse et la productivité biologique.

Bien qu'il y ait des effets positifs, dans l'ensemble, les tempêtes de poussière ont de graves impacts négatifs, en particulier dans les pays sous le vent des sources majeures en Afrique du Nord, Moyen-Orient, et Asie centrale et orientale. Dans de telles régions, les niveaux de poussière inhabituellement élevés qui ont été atteints en Europe en février sont courants.

Les tempêtes de poussière augmentent les infections oculaires et l'incidence de la morbidité et de la mortalité respiratoires et cardiovasculaires, et sont associés aux taux d'incidence de la méningite dans le Sahel africain. Des épidémies intenses peuvent perturber les communications, forcer la fermeture des routes et des aéroports en raison d'une mauvaise visibilité, et peut endommager les terres cultivées et le bétail.

La poussière affecte la production d'énergie solaire en réduisant le rayonnement solaire de surface et en s'accumulant à la surface des panneaux solaires. La poussière déposée sur la neige réduit considérablement sa réflectivité et augmente l'absorption du rayonnement solaire, entraînant une fonte plus rapide du manteau neigeux.

Atténuer les sources ou atténuer les impacts ?

L'atténuation à la source est possible dans les régions où l'érosion éolienne est exacerbée par les activités humaines qui perturbent le sol, y compris le recadrage, pâturage du bétail, loisirs et banlieue, et la dérivation de l'eau pour l'irrigation. Un exemple classique est le « Dust Bowl » des années 1930 dans les hautes plaines des États-Unis, où de mauvaises pratiques de gestion des terres ainsi que la durée de la sécheresse ont entraîné une forte érosion éolienne et des tempêtes de poussière d'une ampleur sans précédent.

Lorsque les sources de poussières sont d'origine naturelle (par exemple, une zone désertique), l'atténuation à la source est possible en stabilisant la surface et en déployant des clôtures lorsque le sable et la poussière soufflés mettent en péril les activités humaines. Cependant, ni faisable ni souhaitable à grande échelle. Globalement, le potentiel d'atténuation à la source est plutôt limité, ce qui rend l'atténuation des impacts encore plus cruciale.

Atténuer les impacts négatifs des tempêtes de poussière, plutôt que leurs sources, nécessite une surveillance, la modélisation, systèmes de prévision et d'alerte précoce. Les applications d'atténuation tactique se concentrent sur les actions qui peuvent être prises à court terme, chaque fois que les prévisions prédisent une tempête de poussière à un certain endroit et à une certaine heure. Par exemple, les prévisions de poussière peuvent aider les hôpitaux à anticiper les pics de visites aux urgences respiratoires, optimiser le temps de plantation et de récolte des cultures, abriter le bétail, gérer les plannings de production d'énergie solaire et le nettoyage des panneaux solaires, et minimiser le temps pendant lequel les procédures de faible visibilité dans les aéroports sont en place.

Les applications stratégiques d'atténuation sont celles liées à la planification et aux investissements à long terme, comme la décision de l'emplacement d'une centrale solaire. Une autre application est d'aider aux évaluations post-tempête de poussière, car les gouvernements et les institutions internationales doivent connaître les causes précises de la dégradation de la qualité de l'air, des flambées épidémiques ou des dégâts aux cultures. Finalement, communautés scientifiques, comme la communauté de la santé publique, ont besoin de données sur la poussière résolues dans l'espace et dans le temps pour évaluer les effets des particules de poussière sur une gamme de maladies.

Capacités de modélisation et de prévision

Des efforts considérables sont déployés pour développer des modèles et des prévisions de poussière mondiaux et régionaux fiables pour l'atténuation des impacts, par exemple au Centre régional du système d'avis et d'évaluation du système d'alerte et d'évaluation des tempêtes de sable et de poussière de l'Organisation météorologique mondiale pour l'Afrique du Nord, Moyen-Orient et Europe.

Les modèles de poussière utilisent des techniques mathématiques et numériques pour simuler le cycle de la poussière atmosphérique, y compris la façon dont la poussière est émise, transporté et déposé, et aussi comment il interagit avec le rayonnement solaire et les nuages.

Pour calculer les émissions de poussières, nous utilisons des paramètres d'entrée—surface, caractéristiques pédologiques et météorologiques. Cependant, le succès des programmes d'émission est limité par les incertitudes des paramètres, y compris celles liées aux hétérogénéités spatiales et temporelles. En effet, en raison de la relation non linéaire entre le vent et la mobilisation des poussières, de petites erreurs sur la vitesse du vent en surface dans les modèles peuvent entraîner de grandes erreurs dans les émissions de poussières prévues. Les procédés contrôlant le dépôt de particules de poussière, en particulier ceux qui sont grossiers, sont également soumis à une grande incertitude.

En tout, les modèles de poussière montrent un comportement relativement bon lorsque les éclosions de poussière sont causées par des systèmes à l'échelle synoptique - c'est-à-dire, avec des caractéristiques autour de 1, 000 kilomètres de diamètre ou plus. Un bon exemple est la prédiction réussie des événements de février en Europe en termes de calendrier et d'extension géographique.

Défis à venir

En revanche, la représentation des haboobs – d'immenses murs de sable et de poussière soufflés produits par de forts courants descendants qui se produisent régulièrement dans les régions arides et semi-arides – nécessite de résoudre explicitement la convection, ce qui représente un formidable défi.

Les prévisions de poussière qui utilisent des données d'aérosols satellitaires réelles fonctionnent mieux que les prévisions qui dépendent uniquement de la modélisation pour définir les conditions initiales. De nouvelles améliorations des systèmes d'observation mondiaux et des techniques d'assimilation ouvrent de nouvelles perspectives passionnantes.

En plus des améliorations des modèles et des prévisions, atténuer efficacement les effets négatifs des tempêtes de poussière nécessite plus de travail. L'intégration limitée des informations et des prévisions quantitatives sur la poussière dans la pratique et la politique est souvent due à un manque de compréhension de l'impact précis des tempêtes sur certains secteurs. D'autres facteurs incluent le besoin de produits adaptés à des applications spécifiques; le manque de sensibilisation, entente, la capacité ou les structures en place pour utiliser l'information ; et le défi global d'incorporer des informations ou des prévisions incertaines dans les pratiques de gestion.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.