Au cours de 2020, les températures de surface moyennes mondiales ont été les plus chaudes jamais enregistrées, à égalité avec 2016 comme l'année la plus chaude jamais enregistrée. L'année dernière a également été la saison des ouragans la plus active à ce jour, avec de nombreuses tempêtes qui s'intensifient rapidement. Les systèmes de température et de météo interagissent chacun avec, et sont influencés par, une multitude de systèmes terrestres, chacun affecté par le réchauffement climatique. L'un d'eux est le transport mondial de panaches de poussière massifs d'un continent à l'autre.

En juin 2020, un panache de poussière "Godzilla" venant du Sahara, le plus grand de la planète, désert le plus chaud, traversant l'océan Atlantique jusqu'en Amérique du Nord. Alors que ce panache accrocheur a fait les gros titres, scientifiques de la NASA, en utilisant une combinaison de données satellitaires et de modèles informatiques, prédisent que les panaches de poussière annuels de l'Afrique vont en fait se réduire à 20, minimum de 000 ans au cours du prochain siècle en raison du changement climatique et du réchauffement des océans.

Le désert du Sahara est 3, 600, 000 milles carrés (9, 200, 000 kilomètres carrés) de terres arides s'étendant sur la moitié nord de l'Afrique, venant juste légèrement plus petit que les États-Unis continentaux. Plus de 60 millions de tonnes de sa poussière minérale chargée de nutriments sont rejetées dans l'atmosphère chaque année, créant une énorme couche de chaud, l'air poussiéreux que les vents transportent à travers l'Atlantique pour livrer ces nutriments à l'océan et à la végétation en Amérique du Sud et dans les Caraïbes.

Des recherches récentes de la NASA décrivent les liens en forme de dominos entre des facteurs au-delà des frontières du désert et le développement de panaches de poussière. Celles-ci commencent par des différences de température entre l'Atlantique Nord et Sud, qui ont ensuite un impact sur les vents constants d'est à ouest de la région ainsi qu'une bande tropicale de précipitations relativement élevées située près de l'équateur, qui ont tous deux un impact sur les panaches de poussière annuels. Soutenu par la modélisation de la NASA, Une analyse, et le programme de prédiction (MAP), et programme de sciences des radiations, les scientifiques ont utilisé leur nouvelle compréhension de ces relations pour prévoir une réduction plus substantielle de l'activité de la poussière que les études précédentes avaient prédit sur la base du réchauffement climatique anticipé.

Un passé poussiéreux

« À partir d'observations au sol et d'observations satellitaires, nous voyons la variabilité de la poussière africaine, " dit Tianle Yuan, scientifique de l'atmosphère au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "En réalité, ça peut changer un peu, de mois en mois, au jour le jour, année après année, même d'une décennie à l'autre."

Les estimations récentes de la poussière sont dérivées des données recueillies par les missions satellitaires de la NASA, dont Terra, Aqua, et Cloud-Aerosol Lidar et Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO), une mission conjointe entre la NASA et l'agence spatiale française, Centre National d'Etudes Spatiales.

Les chercheurs étaient également intéressés à voir si la relation entre la température moyenne mondiale et l'activité de la poussière saharienne s'était produite dans le passé. Les enregistrements géologiques remontant à des milliers d'années aident à révéler les précipitations passées et les niveaux de nutriments alors que le Sahara traversait des changements environnementaux dramatiques.

Le pic du transport de poussière saharienne vers la partie orientale des Amériques a eu lieu à peu près entre le 12, 000 à 17, il y a 000 ans, à la fin de la dernière période glaciaire. Commence alors la Période Humide Africaine, pendant laquelle la vaste étendue de désert était parsemée de lacs, végétation et habitation humaine. L'augmentation de l'humidité et de la vie végétale a stabilisé le sol et minimisé les panaches de poussière.

"Le désert du Sahara était relativement humide à l'époque, ", a déclaré Yuan. Les carottes de sédiments nord-africains au large des côtes et les relevés de pollen montrent qu'il y avait plus de précipitations et de végétation. "La poussière était beaucoup plus rare."

Bien que le transport de poussière ait augmenté depuis lors, l'équipe de recherche a découvert que les processus naturels et l'activité humaine ramènent probablement la Terre vers un minimum de poussière à mesure que le climat se réchauffe.

Les températures de surface de la mer ont un impact direct sur la vitesse du vent, Ainsi, lorsque l'Atlantique Nord se réchauffe par rapport à l'Atlantique Sud, les alizés qui soufflent la poussière d'est en ouest s'affaiblissent. Par conséquent, les vents plus lents ramassent et transportent moins de poussière du Sahara.

En plus de transporter moins de poussière, les vents affaiblis permettent également à la bande de pluie constante qui traverse les tropiques de dériver vers le nord sur une plus grande partie du désert, qui amortit la poussière et l'empêche d'être emportée. Moins de poussière dans l'air, qui peut refléter le soleil loin de la surface de la Terre comme un pare-soleil, signifie que plus de soleil et de chaleur atteignent l'océan, en le réchauffant davantage. Tout cela crée une boucle de rétroaction des températures de surface de la mer chaudes conduisant à une réduction de la poussière, et une réduction de la poussière contribuant à son tour à un réchauffement supplémentaire, combiner pour avoir un impact sur le climat, qualité de l'air, et la formation de tempêtes et d'ouragans.

De la poussière aux impacts de poussière

"La poussière joue un rôle majeur dans le système Terre, " dit Hongbin Yu, chercheur atmosphérique à Goddard. « Une diminution de la poussière à mesure que le climat se réchauffe peut avoir de profondes influences sur une variété de phénomènes, mais ces impacts potentiels peuvent être bons ou mauvais."

Lors de sa traversée de l'Atlantique, La poussière saharienne se répand dans l'océan, nourrir la vie marine, et de même la vie végétale une fois qu'elle a touché terre. Les minéraux comme le fer et le phosphore dans la poussière agissent comme un engrais pour la forêt amazonienne, La forêt tropicale la plus grande et la plus riche en biodiversité de la planète. Les pluies lavent nombre de ces précieux nutriments du sol dans le bassin du fleuve Amazone, rendant l'apport de nutriments en provenance d'Afrique important pour le maintien d'une végétation saine.

Bien que le transport de la poussière africaine joue un rôle important dans la genèse des sols et le maintien de la végétation, Yu dit qu'il y a des effets négatifs parce que l'augmentation des nutriments peut entraîner des proliférations d'algues nuisibles au large des côtes de la Floride, et maladies des récifs coralliens et décès liés au dépôt de poussière.

Les résidents des Caraïbes pourraient également voir certains avantages, car moins de poussière signifie une meilleure qualité de l'air. L'inhalation de poussières est particulièrement dangereuse pour les enfants, les personnes âgées, et ceux qui souffrent de troubles respiratoires tels que l'asthme. That led a team from NASA Earth Applied Sciences Program to develop an early-warning system for Puerto Rico that now provide three days of lead time before a Saharan dust storm reaches the island, giving doctors and public health officials time to prepare and work with meteorologists on air quality alerts. They use data from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometers (MODIS) on NASA's Terra and Aqua satellites, the Advanced Baseline Imager (ABI) instrument aboard the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES-16 EAST), and the Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) on the joint NASA/NOAA Suomi NPP satellite were employed to help detect the advancing Saharan dust plume before it reached islands like Puerto Rico this past year, so that at-risk communities could prepare for the potentially adverse health effects.

Will the Dust Settle?

"The final piece of the story is looking to the future, " said Yuan. "We want to know what the Sahara dust will be, given the climate change picture we are painting. But directly predicting dust activity is really hard because it involves a lot of processes."

With projected global warming, the research team used model data from the Coupled Model Intercomparison Project 5 (CMIP5) that indicate at least a 30% reduction in Saharan dust activity from current levels over the next 20 to 50 years, and a continued decline beyond that.

"The minimum humans experienced during the African Humid Period will likely be surpassed because of climate change, " Yuan says of the dust levels during the African Humid Period. As the plumes of dust decline, so will their impacts on vegetation an ocean away.