Les quantités de poussière ont probablement été sous-estimées jusqu'à présent, car les deux tiers de celle-ci sont soulevées sous un ciel nuageux et risquent donc de passer inaperçues par les observations satellitaires traditionnelles, rapportent les chercheurs de la deuxième Conférence DUst d'Asie centrale (CADUC-2), qui a lieu se déroulera du 15 au 22 avril 2024 à Noukous, en Ouzbékistan, près de l'ancienne mer d'Aral.

La poussière met non seulement en danger les habitants de la région, mais affecte également la qualité de l'air dans les capitales du Tadjikistan et du Turkménistan. De plus, cela pourrait accélérer la fonte des glaciers et ainsi exacerber la crise de l'eau dans la région.

Jusqu'au début des années 1960, la mer d'Aral, en Asie centrale, était le quatrième plus grand lac du monde, avec une superficie de 68 000 kilomètres carrés, alimentée par les fleuves Amou-Daria et Syr-Daria provenant des chaînes de montagnes du Pamir et du Tian Shan. En raison de l’utilisation excessive des rivières pour l’irrigation agricole, de moins en moins d’eau arrivait au lac. En conséquence, de vastes zones se sont asséchées, le lac a été réduit à une fraction de sa taille et la majeure partie est devenue un désert.

Le désert d’Aralkum est désormais considéré comme l’une des plus importantes sources de poussière d’origine humaine sur Terre. D'une superficie de 60 000 kilomètres carrés, ce nouveau désert est beaucoup plus petit que les déserts naturels voisins du Karakum (350 000 kilomètres carrés) au sud au Turkménistan et du Kyzylkum (300 000 kilomètres carrés) au sud-est en Ouzbékistan et au Kazakhstan. Mais la poussière du désert d'Aralkum est considérée comme beaucoup plus dangereuse car elle contient des résidus d'engrais et de pesticides issus de l'ancienne agriculture.

La mer d’Aral n’est pas le seul lac d’Asie centrale et du Moyen-Orient à avoir considérablement rétréci au cours des dernières décennies. Le lac Ourmia, au nord-ouest de l’Iran, et le lac Hamoun, dans la région frontalière entre l’Iran et l’Afghanistan, sont également devenus d’importantes sources locales de poussière. Cette désertification a donc un impact majeur sur le climat et les conditions de vie des populations de la région. L'intérêt de la science internationale pour une meilleure compréhension de ces processus est donc grand, afin de pouvoir mieux évaluer les tendances futures jusqu'au climat mondial.

Pour estimer les effets de la poussière du désert d'Aralkum, l'équipe TROPOS et FU Berlin a utilisé le modèle de poussière atmosphérique COSMO-MUSCAT, qui simule les émissions, les concentrations atmosphériques et les effets du rayonnement des particules de poussière. L’un des défis était le manque de données sur les propriétés du sol et de la surface du désert d’Aralkum. L'autre défi résidait dans les différentes directions du vent selon les années.

Les vents provenant de l'ouest peuvent dominer l'activité des tempêtes de poussière, mais le nord, l'est et le sud jouent également un rôle selon la saison. Avec le réchauffement de l'Arctique, les courants de vent d'ouest pourraient devenir encore plus fréquents en hiver, avec des conséquences pour les populations situées à l'est du désert :en moyenne annuelle, jusqu'à la moitié de la poussière actuelle pourrait déjà se diriger vers l'est.

Les zones agricoles le long du Syr-Daria sont particulièrement affectées par la poussière, mais même dans les grandes villes d'Asie centrale comme Achgabat (capitale du Turkménistan) et Douchanbé (capitale du Tadjikistan), la poussière se fait encore sentir, même si elles sont plus nombreuses. À 800 kilomètres.

Basé sur l'étude de modélisation de la poussière d'Asie centrale présentée dans le Journal of Geophysical Research :Atmospheres en 2022, l'équipe dirigée par Jamie Banks de FU Berlin et TROPOS a ensuite étudié l'impact de la poussière d'Aralkum sur les effets radiatifs au-dessus de l'Asie centrale afin de mieux comprendre l'influence de l'augmentation des tempêtes de poussière sur le climat.

Des simulations du modèle COSMO-MUSCAT ont été utilisées pour quantifier les effets radiatifs directs (ERD) de la poussière d'Aralkum et les impacts associés sur l'atmosphère. La deuxième étude est actuellement en cours de discussion et de révision sous forme de prépublication dans la revue en libre accès Atmospheric Chemistry and Physics. .

Au sol, la poussière a un effet rafraîchissant pendant la journée car elle atténue la lumière du soleil et un effet réchauffant la nuit car elle reflète le rayonnement thermique à ondes longues. L'effet radiatif net de la poussière peut donc être un refroidissement ou un réchauffement, en fonction de la hauteur de la poussière dans l'atmosphère, de l'heure de la journée, de la saison, de l'albédo de surface et des propriétés minéralogiques et optiques exactes de la poussière.

"En regardant les changements entre le passé et le présent, le quasi-doublement des émissions de poussières au-dessus de la mer d'Aral/région d'Aralkum a conduit à une augmentation du refroidissement radiatif et du chauffage radiatif à la surface et dans l'atmosphère", rapporte le Dr Jamie. Banques.

"Cependant, ces "nouveaux" événements de poussière ne se produisent pas tout au long de l'année, mais par épisodes en juin, septembre, novembre, décembre et mars. En moyenne annuelle, la poussière d'Aralkum se refroidit probablement à la surface et dans l'atmosphère, mais seulement de manière minimale à -0,05 ±0,51 watts par mètre carré."

Outre les effets des radiations, les chercheurs ont également trouvé des indications selon lesquelles la poussière pourrait modifier les conditions météorologiques à grande échelle :la poussière d'Aralkum augmente la pression de l'air au niveau du sol dans la région d'Aral jusqu'à +0,76 Pascal sur une échelle de temps mensuelle, ce qui signifie un renforcement de l'anticyclone sibérien en hiver et un affaiblissement de la dépression thermique d'Asie centrale en été.

Comme de nombreuses questions sur les effets climatiques de la poussière restent encore sans réponse, les chercheurs recommandent d’étudier plus en détail les propriétés optiques de cette poussière. Leurs connaissances améliorent la télédétection par satellite et donc à grande échelle des poussières minérales. Le groupe de recherche junior de Leibniz OLALA (Optical Lab for Lidar Applications), fondé en 2023 au TROPOS à Leipzig, relèvera ce défi dans les années à venir.

Les études soulignent que l’augmentation de la désertification due à l’assèchement des lacs n’est pas seulement un problème local, mais touche de vastes régions. Les déserts s’étendent particulièrement rapidement au Moyen-Orient et en Asie centrale. Le retrait des glaciers en haute montagne y contribue également. Les nouvelles données sur la source de poussière de la mer d'Aral aident à mieux évaluer l'influence de la poussière du désert sur le climat.