Szaharai por a Földközi-tenger térségében

Földünk légkörének meghatározó komponensei az aeroszol részecskék, melyek bonyolult visszacsatolási mechanizmusokon keresztül aktív szerepet töltenek be bolygónk éghajlatának alakításában. Az utóbbi évek, évtizedek kutatásai rámutattak, hogy a sivatagi, félsivatagi területekről porviharok során légkörbe juttatott évi több milliárd tonna ásványi szemcse jelentősége a környezeti folyamatokban sokkal nagyobb, mint korábban gondoltuk. A besugárzási viszonyok befolyásolásán túl, biogeokémiai ciklusok alakításában, a légköri CO2-szint szabályozásában, talajképződésben és számos további folyamatban szerepet játszik ez az ásványi por. 
Ma már a modern távérzékelési eljárások, illetve a közvetlen felszíni és légköri mérések segítségével egyértelműen meghatározhatók azok a legfontosabb porforrásterületek, melyeket korábban – a sokszor anekdotikus-jellegű – útleírásokból sejthettünk. Számos nyitott kérdéssel állunk még szemben a porviharokat és jelentőségüket illetően, azonban az egyértelműnek látszik, hogy Földünk legfontosabb lehordási régiója a Szahara. A forrásterületekről a több kilométeres magasságba is feljutó ásványi szemcsék a globális szélrendszerek segítségével több tízezer kilométer távolságra elrepülhetnek. 
Szaharai por gyakran hullik a Karib-térségben és Dél-Amerikában, északi irányban Európa-szerte figyeltek már meg afrikai ásványi anyagokat, beleértve ebbe a Brit-szigeteket és Skandináviát is.
A Szahara területéről évente több száz millió tonna ásványi por jut el Európába. Yaalon, D.H. (1997) szerint a Földközi-tenger térségében jellemző vörös talajok kialakulásában döntő szerepe volt a mintegy 5 millió éve jelen lévő szaharai porkitörések során leülepedett kőzetliszt méretű ásványi pornak, melyet a szemcseeloszlási adatokon túl az agyagásványos összetétel (paligorszkit) is igazol. A terra rossa talajok alapanyagának hullóporos eredetére vonatkozó adatokat ismerünk Portugáliából, Spanyolországból, Olaszországból, Horvátországból, Görögországból és Törökországból is. Az isztriai és dalmáciai löszök poranyagának jelentős hányada szintén szaharai eredetű. Nagy valószínűséggel hazánkat borító plio–pleisztocén hullóporos eredetű üledékek (vörösagyag–lösz–paleotalaj sorozatok) alapanyagát képező ásványi szemcsék egy része is nagytávolságokról (pl. Szahara) érkezett.
A Mediterrán térség légkörének állapotát is befolyásolja a szaharai por, egészségügyi problémák lehetőségét növelve ezzel. A légköri PM10-es szállópor koncentrációja Spanyolország, Olaszország és Görögország egyes régióiban a szaharai porkitörések alkalmával gyakran az egészségügyi határérték fölé emelkedik, emiatt az új európai emisszió csökkentési direktívák betartása esetenként nem valósítható meg.
Egyes forrásterületekről származó porkitörések alkáliákban gazdag anyaga a csapadék pH-viszonyait is módosíthatja, hozzájárulva ezzel a savas esők gyakoriságának csökkenéséhez. Szaharai eredetű porhullásos események felismeréséhez azonosító bélyegként használják a megnövekedett kémhatású csapadékokat. A Pireneusok és az Alpok enyhén-lúgos tavai a XX. század második felében a szaharai por hatására nem váltak savassá, ellentétben például a Skandináv térség hasonló tavaival.
A kutatás elsődleges célja egy olyan adatbázis felépítése volt, melynek segítségével a porviharok vizsgálata kvantitatív alapokra helyezhető. A tetszőlegesen kiválasztott vizsgálandó terület – jelen esetben a Földközi-tenger térsége – napi, havi és éves idősorai; a szezonalítás különböző felbontású diagramjai; továbbá a légköri por átlagtérképei révén pontosabban megismerhetjük a porviharok tér- és időbeli gyakoriságát, változását.

A légköri por környezeti jelentőségének felismerése révén kialakított specifikus meteorológiai mérőhálózatok terjedése és a műholdas mérések adatsorainak elegendő hosszúsága és hozzá-férhetősége, valamint a folyamatosan fejlődő számítógépes adatelemzési technikáknak köszönhetően a jelenkori porviharok legfontosabb lehordási területeit, szezonális vagy többévente jelentkező intenzitási változásait egyre pontosabban ismerjük.
A leghosszabb mérési sorozattal és kellően részletes tér- és időbeli felbontással az el-érhető adatbázisok közül a NASA Total Ozone Maping Spectrometer (TOMS) és OMI (Ozone Monitoring Instrument) aeroszol adatai rendelkeznek. Az 1978 novemberétől kezdődő adatsorok az északi és a déli szélesség 70. szélességi foka közötti területekről szolgáltatnak napi gyakoriságú adatokat 1.25°-os horizontális felbontással. Az Aeroszol Index (AI) értékét a légköri szemcsék felületén történt Mie- és Rayleigh-szórás és elnyelés, valamint a tiszta légköri Rayleigh-szórás értékének a hányadosa adja meg.
Mivel az évek során több műhold (Nimbus-7, EarthProbe, Aura/OMI) fedélzetén lévő műszerek szolgáltatták az adatokat, ezért a különböző mérési intervallumok nyers adatai korrigálás után vethetők csupán össze. A számításokhoz csak a műszer-meghibásodástól és kalibrációs problémáktól mentes időszakok, illetve a teljes évek kerültek felhasználásra. További mátrixműveletek elvégzése miatt szükséges volt négyévente a szökőnapok elhagyása is.

A Földközi-tenger térségére (É.sz. 31°– 43,5°; Ny.h. 9 – K.h.35°) kiszámított TOMS és OMI Aeroszol Indexek idősoraiból a térségre jellemző átlagtól magasabb értékek szűrésével adódó napok aeroszoltérképei, trajektória-számítások és műholdas felvételek alapján a légköri poros események azonosításra. A légtömegek és velük együtt a szállított por mozgáspályája alapján egyértelműen észak-afrikai eredetű, döntően szaharai porkitörések termékei kerültek az adatbázisba.
Az átlagtérképek (napi, havi, évi) és idősorok alapján jól látható, hogy a porviharok által légkörbe juttatott ásványi szemcsék nagymennyiségben és gyakran megtalálhatók a Földközi-tenger feletti légtömegekben. A légköri por mennyisége azonban közel sem tekinthető állandónak, jellemzően egy-egy nagyobb porviharos esemény során emelkedik meg a porkoncentráció, továbbá ezek az intenzív kifúvásos epizódok is jelentős szezonális eltérésekkel jellemezhetőek.
A műholdas mérések alapján megállapítható, hogy a Földközi-tenger térségében a tavaszi és a nyári hónapokban nő meg jelentősen a szaharai eredetű por koncentrációja. Keletről nyugatra haladva megfigyelhető, hogy a legjelentősebb porkifúvások időszakai egyre inkább eltolódnak a tavaszi maximumoktól a nyáriak felé. A keleti részmedencében március végétől július elejéig, a nyugati régiókban júliusban és augusztusban észlelhetők a legmagasabb aeroszol index értékek. A Földközi-tenger középső térségeiben mind a keleti, mind a nyugati részmedencére jellemző porviharos periódusok jelen vannak.
A finomszemcsés, konszolidálatlan ásványi poranyag az észak-afrikai forrásterületeken bőségesen rendelkezésre áll és így a légkör is nagy mennyiségű port tartalmaz az év jelentős hányadában (elsősorban tavasszal és nyáron). Ahhoz, hogy ez az anyag a Földközi-tenger fölé kerülhessen meghatározott meteorológiai feltételeknek is teljesülnie kell. Az azonosított poros eseményekhez rendelt napi geopotenciál- és légnyomástérképek, valamint a légtömegek mozgását jelző trajektóriák alapján részmedencénként és szezonálisan is jól elkülönülő meteorológiai helyzeteket sikerült azonosítani.
A szárazföld és a tengerek eltérő felmelegedése folytán, tavasz elején kezdődik meg egy a térségre jellemző, sajátos ciklogenezis: az Atlasztól délre kialakulnak a Sharav-ciklonok. Ezek az alacsony nyomású légköri képződmények Észak-Afrika partjaitól délre vonulnak kelet felé és a líbiai-egyiptomi határ környékén érik el a Földközi-tengert, nagy mennyiségű port hozva a szárazföld felől. 
A nyár kezdetekor az Atlasztól délre fekvő alacsony nyomású terület még fennmarad, de a Líbia felett kialakuló magasnyomású légtömeg blokkolja a Sharav-ciklonok kelet felé történő mozgását. Ebben az időszakban a heves déli, délnyugati szelek Algéria, Tunézia és Líbia nyugati részén érik el a Földközi-tengert. A nyár második felében az Ibériai-félsziget területén alakul ki alacsony nyomású övezet és az észak-afrikai magasnyomású központ nyugatabbra húzódik. Így a port szállító szelek jellemző pályája is eltolódik a nyugati részmedencék felé, míg a Kis-Ázsia felől fújó északias szelek megakadályozzák a szaharai eredetű légtömegek betörését a Földközi-tenger keleti részén.
A globális aeroszol térképen jól látszik, hogy Földünk légköri por-emissziójának nagy része jól elkülöníthető, viszonylag kis területű körzetekből származik. 
Az észak-afrikai legfőbb lehordási területek többsége a környezetüknél alacsonyabban fekvő, geomorfológiai értelemben vett depressziókban található. Területüket a pleisztocén pluviális időszakaiban átmenetileg víz borította, így nagy mennyiségű finomszemcsés anyag halmozódhatott fel bennük. Gyakori, hogy a felszínüket kovamoszatokból felépülő vagy sós kéreg fedi, melyet a szél nem képes megbontani. Az, hogy mégis hatalmas mennyiségű por kerül ki ezekről a területekről, a közeli valódi homoksivatagoknak köszönhető, amelyek területéről lehordott durvább szemcseméretű anyag becsapódási energiája felszakítja a port védelmező kérget. Ilyen terület Földünk legaktívabb kifúvási régiója a Bodelé vidéke (1.1) is, melyet a pleisztocénben és holocénben a jelenleginél sokkal nagyobb kiterjedésű Csád-tó borított el, valamint Algéria északkeleti és Tunézia nyugati részén, a Szaharai-Atlasztól délre fekvő sottok környéke is (1.6). [A globális térképen jól látható, hogy szerte a Földön az időszakos tavak (sott-ok, playá-k, sebkhá-k, kevír-ek, kavír-ok, salinas-ok, saladá-k, salar-ok, nor-ok, gol-ok, boinká-k) képezik a porkifúvások pontszerű, de igen fontos forrásait.]
A hegységi előterekben a lepusztulási folyamatok termékeként kialakuló törmelékkúpok finomszemcsés anyagát, illetve az időszakos vízfolyások alluviális üledékét szintén könnyen légkörbe emelheti a szél. A kelet-líbiai Kirenaika vádirendszere és a Kattara-mélyföld területe (1.8) vagy az Ahaggartól délre, az Aїr és az Iforas-hegység között fekvő  Azaouka-völgye (1.2) eklatáns példái ennek. A Taudeni-medence (1.3) hatalmas területe szintén fontos por forrásterület, beleértve ebbe a Niger egykori, feltételezett belföldi deltájának lerakódásait is Timbuktutól északra. Ehhez a térséghez csatlakozik a nyugat-szaharai, partvonallal párhuzamosan futó vonulatok keleti oldalán fekvő pleisztocénben jelentősebb vízhálózattal, ma időszakos vízfolyásokkal és változó területű sekély tavakkal rendelkező régió (1.4). A meghatározott lehetséges lehordási területek jó egyezésben állnak a korábbi kutatások során azonosított régiók elemzésének eredményeivel.

További részletek: Varga, Gy., Újvári, G., Kovács, J. (2014). Spatiotemporal patterns of Saharan dust outbreaks in the Mediterranean Basin. Aeolian Research 15. pp. 151–160.

Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése