Porviharok földrajza

Korábbi években a fő lehordási területnek tekintett sivatagi-félsivatagi térségek gyér mérőhálózata miatt nem rendelkeztünk megfelelő mennyiségű meteorológiai adattal. Ez mára már megváltozott, így a közvetlen felszíni és légköri mérések adatsorai, valamint a globális távérzékelési módszerekkel gyűjtött adatok alapján a porviharok kialakulását, méretét és gyakoriságát, ezáltal a légkörbe kerülő por mennyiségét, és a mindezeket szabályozó éghajlati, meteorológiai, geomorfológiai, föld- és talajtani, illetve antropogén folyamatokat viszonylag jól ismerjük. Azonban ezek a hatótényezők már viszonylag rövid intervallumot vizsgálva sem tekinthetők állandónak; különböző időléptékű ciklicitást, változást mutatnak. Általánosságban azt mondhatjuk, hogy a globális ásványi por emisszió 1-3 milliárd tonna évente (Tegen, I. et al. 1996; Mahowald, N. et al. 1999; Ginoux, P.M. et al. 2001, 2004).

Műholdas mérések TOMS és OMI Aeroszol Index alapján

A légköri por környezeti jelentőségének felismerése révén kialakított specifikus meteorológiai mérőhálózatok terjedésének és a műholdas mérési adatsorok elegendő hosszúságának és hozzáférhetőségének, 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 elérhető adatbázisok közül a NASA Total Ozone Maping Spectrometer (TOMS) és Ozone Mapping Instrument (OMI) aeroszol adatai rendelkeznek (Herman, J.R. et al. 1997; Torres, O. et al. 1998). Az 1978 novemberétől kezdődő adatsorok az északi és a déli szélesség 70. szélességi foka közötti területekről tartalmaznak napi gyakoriságú adatokat 1°×1,25°-os, illetve 1°×1° 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.

A napi rendszerességű NASA TOMS és OMI adatmátrix eredmények feldolgozásának sematikus bemutatása 

Szezonális változások

A porkibocsátás szezonális ciklusát a szerkesztett havi átlagtérképek segítségével elemezhetjük. A forrásterületek időszakosan eltérő mintázatokkal jellemezhetőek, mely eltérések az adott térségre jellemző szinoptikus meteorológiai és egyéb helyi környezeti (pl. csapadékmintázat, szélviszonyok, vegetációs időszak) viszonyok miatt alakulnak ki. Ugyanakkor megállapítható, hogy az arid térségek porkibocsátása jellemzően tavaszi és nyári maximumot mutat. Néhány szemi-arid és szub-humid közepes szélességű terület kora tavaszi (vagy késő téli) emissziós csúcsot mutat; ez körülbelül a vegetációs periódust közvetlenül megelőző időszak, amikor már a hó elolvadt és a szántókat felszántották.

A havi átlagos Aeroszol Index értékek globális eloszlása

A vizsgálati időszak napi adatmátrixaiból szerkesztett globális átlagtérkép jól mutatja a legfőbb forrásterületek térbeli eloszlását. Ezek jellemzően sivatagi-félsivatagi környezetekben találhatók, ahol a száraz, konszolidálatlan és növényzettel nem védett finomszemcsés törmelékanyagot a szél könnyen a légkörbe juttathatja. Évtizedeken keresztül számos tudományos vita tárgyát képezte a meleg-száraz környezetekben képződő kőzetliszt méretű szemcsék mennyisége. Egyes vélemények szerint forró sivatagokban nem képződik nagymennyiségű homoknál kisebb szemcseméretű törmelékanyag; és éppen ebből kifolyólag nem találkozunk összefüggő löszterületekkel az alacsonyabb földrajzi szélességek sivatagai mentén. Mára azonban már számos olyan folyamatot sikerült megfigyelni, valamint laboratóriumi körülmények között is reprodukálni, mely alkalmassá teszi ezeket a régiókat a poranyag „legyártására” (Pye, K. 1987; Assallay, A.M. et al. 1998; Wright, J.S. 2001; Smith, B.J. et al. 2002). Számos olyan geomorfológiai környezetet is ismerünk a sivatagi térségekből, melyek ennek a hatalmas mennyiségű poranyagnak az felhalmozódásában és időszakos tárolásában játszanak fontos szerepet. Ezek jellemzően időszakosan vízzel fedett környezetek (pl. sós tavak, playak, vádik, időszakos vízfolyások).

A sivatagperemi területek mentén azért nincsenek nagy kiterjedésű löszrégiók (csak kevés helyen, foltokban), mert hiányzik a por megkötését lehetővé tevő vegetáció, vagyis nem a rendelkezésre álló finomszemcsés por kis mennyisége okolható ezért.

A térképeinken jól kivehető, hogy a legfőbb források egy többé-kevésbé összefüggő „globális porövben” helyezkednek el, mely Észak-Afrika nyugati partjaitól a Közel-Keleten át egészen Belső-Ázsiáig húzódik. Ezen a régión kívül eső térségek átlagos emissziós intenzitása és a porviharok éves gyakorisága is sokkal kisebb. Ez jól megfigyelhető a nagytérségek Aeroszol Index eloszlásáról szerkesztett diagramokon.

A vizsgált nagytérségek Aeroszol Index értékeinek területi eloszlása.

A megfelelő térbeli felbontással rendelkező műholdas mérések lehetőséget teremtenek az egyes különálló porforrások pontosabb azonosítására is az egyes nagy régiókon belül. A globális aeroszol-térképen jól látszik, hogy Földünk légköri por-emissziójának nagy része jól elkülöníthető, viszonylag kis területű körzetekből származik. A napi AI adatmátrixok feldolgozásával szerkesztett globális, regionális és szezonális aeroszol-térképeken jól elkülöníthetőek a viszonylag kisméretű legintenzívebb porforrás körzetek. A források még pontosabb lehatárolásához különböző léptékű topográfiai, geomorfológiai és geológiai térképet, valamint műholdas felvételeket használtam. A lehordási területek térbeli eloszlásáról megállapítható, hogy észak-afrikai (jellemzően szaharai), arábiai, belső-ázsiai és ausztrál régiók felelősek a porkibocsátás döntő többségéért, melyek az úgynevezett „globális por-övet” rajzolják ki az átlagtérképeken. További jelentős, csaknem pontszerű, regionális források találhatók Észak- (pl. az Egyesült Államok DNy-i régiói, Mexikó magasföldjei) és Dél-Amerika (pl. Pampák, Altiplano) szárazabb régióiban is.

Globális átlagos aeroszol-térkép és a legfőbb forrásterületek

1. Észak-Afrika: 1.1. Bodélé-medence; 1.2. Azawagh-szerkezeti medence; 1.3. Taudeni-medence D-i része; 1.4. Ny-szaharai hegylábfelszínek; 1.5. Tidikelt-depresszió és az Ahaggar Ny-i, ÉNy-i törmelékkúpjai; 1.6. Chott Melrhir és Chott Jerid sóstavak; 1.7. Kireneika és a Kattara-mélyföld; 1.8. Nílus Ny-i réteglépcsői; 1.9. Tokar; 2. Közel-Kelet: 2.1. Jebel Tuwaiq sós lapályai és időszakos vízfolyásai; 2.2. Jebel Dhoraf sabkha rendszere; 2.3. Tigris-Eufrátesz ártere; 3. Belső- és Kelet-Ázsia: 3.1. Szeisztán-medence; 3.2. Dast-e Kavir és Dast-e Lut; 3.3. Fergana-medence; 3.4. Kara-Bogaz Gol; 3.5. Aral-tó egykori medre; 3.6. Balkhas-Alakol-medence alluviális lerakódásai; 3.7. Dzsungár-medence; 3.8. Uvs-tó zárt medencéje; 3.9. Takla-Makán; 3.10. Lop-nór vidéke (Quaidam-medence); 3.11. Indus és Gangesz ártere; 3.12. Thar sivatag; 4. Észak-Amerika: 4.1. Nagy-Sóstó vidéke; 4.2. Smoke Creek és Black Rock sivatag; 4.3. Salton-tó egykori medencéje; 4.4. Chihuahuan sivatag; 4.5. Bolsón de Mapimí; 5. Dél-Amerika: 5.1. Salar de Uyuni (és az Altiplano további sóstavai); 5.2. Déli-Andok hegylábfelszíne; 5.3. Patagónia; 6. Dél-Afrika: 6.1. Etosha sósmocsár; 6.2. Makgadikgadi-depresszió; 7. Ausztrália: 7.1. Eyre-tó medencéje; 7.2. Darling alluviális üledékei; 7.3. Murray-menti sósmocsarak; 7.4. Barkly-táblavidék sós lapályai. 

Észak-afrikai forrásterületek (1)

A globális porkibocsátás több mint feléért (50-70%) szaharai (és részben száhel-övezeti) forrásterületek a felelősek (Ginoux, P.M. et al. 2001; Miller, R.L. et al. 2004). Az észak-afrikai legfőbb lehordási területek többsége a környezetüknél alacsonyabban fekvő, geomorfológiai értelemben vett depressziókban található. A porkibocsátás éves aktivitása viszonylag nagy szezonalitásbeli különbségeket mutat, de főként a tavasz és a nyár a meghatározó. Egyetlen forrásterület aktív egész évben, mely egyúttal Földünk legnagyobb porkibocsátó területe; ez a Bodélé-medence (1.1). A Csád-tótól északkeletre fekvő hatalmas depresszió egykoron még része volt az úgynevezett Mega-Csád-tónak (Washington, R. et al. 2006). Az egykori tómeder finomszemcsés diatóma lerakódásai fedik a medence területét, melyet a Tibeszti- és Ennedi-hegységek közt felerősödő uralkodó északnyugati passzátszél, a Harmattán olykor több tízezer kilométeres távolságokra is elszállít. A környező homoksivatagokból származó durvább szemű törmelék fontos szerepet játszik, hiszen ezeknek a homokszemcséknek a becsapódási energiája képes a kovamoszatokból felépülő és a sós kérgeket felszakítani (Bagnold, R.A. 1941; Pye, K. 1987; Shao, Y. 2008). Noha a porkibocsátás itt egész évben zajlik, némi szezonális különbségek megfigyelhetőek. A nyári időszakban viszonylag lecsökkenő aktivitás oka, hogy a termikus egyenlítő (ITCZ: intertropical convergence zone/trópusi összeáramlási zóna) északra tolódásával az uralkodó passzát július-augusztusra veszít erejéből, hiszen ekkor a délies és északias áramlások éppen a Bodélé vidékén áramlanak össze.

A „globális poröv” (a) átlagos aeroszol-térképe; (b) magassági viszonyai (forrás: www.maps-for-free.com – Hans Braxmeier); (c) műholdfelvétele (Nasa Earth Observatory [www.earthobservatory.nasa.gov] – Blue Marble Next Generation).

Egy intenzív, izolált forrást találunk az Azawagh (Azaouak)-szerkezeti medencében (1.2) az Adrar des Ifoghas, a Thassili du Hoggar és Aïr hegységek között. Ez a terület a Niger folyó egykori északi mellékfolyójának a vízgyűjtő területe volt a pleisztocén pluviális időszakokban (Paris, F. 1995). A környező hegységi keretből időszakosan lefutó vízfolyások és az egykori alluviális lerakódások szolgáltatják a porviharok alapanyagát.

A Toudenni-medence déli részén (1.3), a Niger nagy kanyarulatától északnyugatra és az Adrar des Ifoghastól nyugatra találunk egy kiterjedt forrásterületet. A pleisztocénben az Araouane-tó, egyike Afrika legnagyobb pluviális tavainak, borította a területet (Bridges, E.M. 1990). A zárt medence só és diatóma lerakódásai jól látszanak a műholdfelvételeken. Az egykori tómeder felületét az uralkodó ÉNy-i szelet jól jelző dűnesorok fedik, a porkibocsátás mechanizmusa hasonló, mint a Bodélé-medence esetében: az egykori tavi lerakódások finomszemcsés anyaga nagyrészt a becsapódó és a kérget felszakító homokszemcsék hatására kerül a levegőbe.

Antropogén hatásokra (a folyóvíz fokozódó elöntözése és gátépítések), a Niger egykori feltételezett belföldi deltájának kiszáradó fonatos vízhálózata és átmeneti vízfolyásai lehetnek a térség következő fontos porforrásai (Pearce, F. 2012).

A Szahara nyugati részén, az Atlanti-partvidék mentén futó hegyvidéki területek keleti hegylábfelszínein keskeny sávot rajzolnak ki a különálló porforrások (1.4). Az Adrar Souttouf és a Zemmour Massif hegylábán lefutó tavaszi villámárvízek során megtöltődő időszakos vízfolyások és sebkhák (pl. Sebkha Ijil) üledékeit fújja ki a szél a porviharos események során. Nagyobb homoksivatagok (Erg Iguidi és Erg Chech) északkeletre fekszenek.

Számos kisebb kiterjedésű forrás (1.5) kapcsolódik az Ahaggar északnyugati lejtőjének törmelékkúpjaihoz és a fennsíkokkal (Tanezrouft, Plateau du Tademait), hegységekkel (Ahaggar, Tassili-n-Ajjer) körbevett Tidikelt-depresszió kiterjedt vádirendszeréhez, sósmocsaraihoz, iszaplapályaihoz (Glaccum, R.A. és Prospero, J.M. 1980). Ez utóbbi négy bemutatott forrásterület időbeni aktivitása hasonlóan alakul. A legmagasabb légköri porkoncentrációval késő tavasszal és nyáron találkozhatunk itt. A porkibocsátás elsősorban a trópusi összeáramlási zóna északra tolódása és a forró évszakokra jellemző termikus feláramlások következtében a legintenzívebb az évnek ebben a szakában.

Az Atlasz délnyugati előterében fekvő mélyföldek területét fedő időszakos sóstavak (Chott Melrhir és Chott Jerid) jelennek meg izolált foltként az aeroszol-térképeken (1.6). A két sóstó Grand Erg Oriental homoksivatagtól északra helyezkedik el. A porkibocsátásban egy helyi sajátos ciklonképződési folyamat is szerepet játszik; az Atlasz déli előterében, a felmelegedő szárazföld és a hűvösebb Földközi-tenger közt tavasszal kialakuló nagy hőmérsékletkülönbség, valamint a domborzati viszonyok következtében képződnek a kelet felé mozgó Sharav ciklonok, melyek előoldalán nagy mennyiségben kerül por a levegőbe ezekről a forrásterületekről. Olykor a Földközi-tenger teljes keleti medencéjét beborítják ezek a porral telített légtömegek (Alpert, P. és Ziv, B. 1989; Kalderon-Asael, B. et al. 2009). Hasonló szinoptikus meteorológiai helyzetek felelősek a Kireneika és a Kattara-mélyföld (1.7) területéről kiinduló porviharok képződéséért. A környék hordalékkúpjai, kiterjedt vádirendszere és kiszáradt tavai jellemzően tavasszal bocsátanak ki nagymennyiségű poranyagot, de egy másodlagos nyári maximum is megfigyelhető. 

A Nílus mentén fekvő réteglépcsők (1.8) és a Tokar melletti Baraka deltájának (1.9) környékén találunk jelentős forrásterületeket. A Baraka folyó rengeteg, a környező magasabb térszínekről származó finomszemcsés (kőzetliszt-méretű) hordalékot szállít és rak le az árterén, melyet kiszáradás után a szél könnyen mozgásba hoz. A szél munkavégző képességét fokozza az is, hogy a parttal párhuzamosan futó hegylánc itt egy rövid szakaszon (~110 km) megszakad és az így kialakult szélcsatornán megnövekszik a szélsebesség. A Vörös-tenger sötétkék vize fölött kirajzolódó sárgás porcsóvák a műholdképeken gyönyörű látvány nyújtanak.

Közel-keleti porforrások (2)

A Közel-Kelet (és Arábia) porforrásait jellegükből adódóan külön kell tárgyalnunk a többi ázsiai kontinentális területtől, mivel ezek a lehordási területek közelebbi rokonságot mutatnak a szaharai-típusú, fent tárgyalt forrásokkal. Az észak-afrikai nagytérség után a legaktívabb forrásterületeket az Arab-félszigeten, valamint a Tigris és az Eufrátesz mentén találjuk. Három, viszonylag jól elkülönülő régiót emelünk ki most. A Jebel Tuwaiq keleti lejtőin fekvő sós lapályok és időszakos vízfolyások vidéke, valamint a Perzsa-öböllel párhuzamosan felsorakozó sabkhák (Észak-Afrikában „sebkha”, itt „sabkha”) rendszere alkotja a térség legjelentősebb lehordási régióját (2.1). A hatalmas Rub’ al-Khali homoktengere választja el ettől az Arab-félsziget délkeleti szegletében, Ománban található másik jelentős forrástól. A Jebel Dhofar sabkha rendszerét (2.2) a parti hegységek felől, délről érkező vádik táplálják. A porviharok jellemzően tavasszal és nyáron jelentkeznek.

A Tigris és Eufrátesz völgyének porforrásai (2.3) egy másfajta geomorfológiai környezetet képviselnek. A Perzsa-öböltől északra fekvő terület a két nagy folyó ártéri lerakódásai és kiterjedt sósmocsarai szolgáltatják a porviharok finomszemcsés poranyagát. Szezonalitását tekintve hasonló a helyzet, mint a korábbiakban jellemzett területeken; döntően tavasszal és nyáron aktívak ezek a forrásterületek is, míg télen a porviharok száma markánsan lecsökken. Az elmúlt években a térség (és az úgynevezett „Termékeny félhold”) meteorológiai viszonyai jelentősen megváltoztak, így a porviharok esetében is átalakulások figyelhetők meg a mintázatokban. A légköri por mennyisége, a poros napok száma és a porviharok gyakorisága rendkívül jó indikátorai a környezeti állapotok megváltozásának (Notaro, M. et al. 2015). 

Az ázsiai kontinens porforrásai (3)

A magashegységek közt fekvő arid-szemiarid zárt medencék, a hatalmas kiterjedésű síkvidékek, sivatagok és a hiperkontinentális környezet számos jelentős porkifúvási régió kialakulásához járul hozzá az ázsiai kontinens belső és keleti területein, évi ~600 millió tonna kibocsátással (Shao, Y. et al. 2011). Az antropogén hatások is jelentős szerepet játszanak abban, hogy még tovább fokozódjon egyes térségekben a porkibocsátás. A túlzásba vitt és nem megfelelő öntözési technikák, mezőgazdasági eljárások mind-mind súlyosbítják a helyzetet ezen a hatalmas kontinensen.

Ázsia délnyugati részén a legjelentősebb porforrások az időszakosan kiszáradó vagy mára már kiszáradt egykori sekély sóstavakhoz kapcsolódnak, melyeket jellemzően hegyközi medencékben találjuk. A környező magasabb térszínekről származó finomszemcsés törmelékanyag ezekben a depressziókban halmozódik fel. Az aeroszoltérképeken jól kirajzolódik ennek az egyik eklatáns példája a Szeisztán-medence (3.1). 

A zárt hegyközi medencék geomorfológiai környezetét a törmelékkúpok, vádik, sósmocsarak, lapályok és a régióban „hamoun”-nak nevezett sekély, időszakos tavak határozzák meg (Middleton, N.J. 1986). Az egykori nedvesebb időszak kiterjedt tórendszerének maradványai a Hamoun-e Puzak, a Hamoun-e Sabari és a Hamoun-e Helmand, melyek ma a legaktívabb poremisszióval jellemezhető vidékek (Partow, H. 2006). A heves katabatikus szelek a hegyvonulatok közti szélcsatornákban tovább erősödnek és áprilistól októberig, de különösen a nyári időszakban (júliusban és augusztusban) alakítanak ki pusztító porviharokat. 

Az Iráni-fennsík két hatalmas sós sivataga a Dast-e Kavír (perzsa nyelve: Nagy Sósivatag) és a Dast-e Lut (3.2) körvonala szintén megjelenik a térképeinken, valamint az eddigieknél kisebb, de mégis igen „poros” Fergana-medence (3.3).

Számos forrásterületet találunk a Turáni-alföldön és a belső-ázsiai hegyvonulatok északi előterében, azok hegylábfelszínein. Ezek a lehordási területek jellemzően sekély vagy már kiszáradt tavakhoz, egykori tómedrekhez és hordalékkúpokhoz kapcsolódnak (Goudie, A.S. és Wells, G.L. 1995; Prospero, J.M. et al. 2002). Két igen fontos forrásterületet külön ki kell emelnünk, melyek azonban az eddigiektől eltérően döntően emberi beavatkozás hatására jöttek létre. A Kaszpi-tenger keleti partjainál található egy jól elkülönülő foltszerű porkibocsátási régió, ez a Kara-Bogaz Gol (3.4), a tó egykori, mára csaknem teljesen elgátolt öble. A 80-as évek végére az öbölben alig marad vízzel borított terület, ez a helyzet mára a műholdfelvételek tanúbizonysága szerint már javult és ismét több víz van. A felelőtlen emberi beavatkozás egyik hírhedt és tipikus példája az Aral-tó (3.5) története, ahol a tavat tápláló két nagy folyó vizét öntözték el és változtatták a tómedret porforrássá.

A tó medencéje mintegy 2 millió évvel ezelőtt alakult ki, azonban a tó mérete, alakja, vízmennyisége és egységes vízfelülete a pleisztocén éghajlatváltozások során folyamatosan változott (Boomer, I. et al. 2000). A hatalmas éves párolgási veszteséget a tavat tápláló Amu- és Szir-darja folyók pótolják, egyre kevesebb sikerrel. Az 1960-as években vált drasztikussá a folyók vizének elöntözése, melyet a gyapotföldek ellátására használtak fel. A terméketlen sivatagi-félsivatagi környezetben található oázisok számára ezek a folyók már több ezer éve is a megélhetést és a túlélést jelentették, akkoriban azonban képesek voltak egy fenntartható egyensúly kialakítására. Ahogy ezt Cholnoky Jenő is leírta: "A vízelosztás kérdése a legfontosabb, életbevágó feladatok egyike. Nagyon takarékoskodni kell, s a víz igazságos elosztását meg nem vesztegethető hatóságnak kell intézni, különben katasztrófa lesz belőle. Az "Árikaszakál" vagy árokmester az oázis lakóitól választott, valószínűleg a leghozzáférhetetlenebb jellemű férfiú. Ő kezeli a vízelosztókat vagy moduluszokat s nem ismer semmiféle részrehajlást."

Azóta a katasztrófa meg is történt, a tó területe a korábbinak csak 25%-ára, míg vízmennyisége tizedére csökkent. A kiszáradó egykori tómeder csupasszá vált, vegetációval nem borított felszínéről hatalmas mennyiségű ásványi port fújnak ki a nyugatról érkező ciklonok frontjaihoz és a hidegbetörésekhez kapcsolódó heves szelek (Indoitu, R. et al. 2012). Az aljzat anyagából kifújt poranyag a magas sótartalma és a benne lévő további szennyeződések miatt jelentősen hozzájárulnak a közeli szántóföldek termőképességének csökkenéséhez és a környéken lakók leromlott egészségi állapotához. (Türkmenisztánban a légzőszervi megbetegedések számítanak a leggyakoribb haláloknak, és a megbetegedések felét gyermekeknél észlelik - Wiggs, G.F.S. et al. 2003).

A Balkas-tó bonyolult vízrendszerű hordalékkúpja is kirajzolódik az aeroszol-térképeken, mint forrásterület. A tavat tápláló hét folyó alluviális lerakódásai és a Balkas-Alakol-medence (3.6) száraz klímája együttesen szerepet játszik abban, hogy rendszeresen porviharok alakulhassanak ki a térségben. A kelet felé mozgó alacsonynyomású légköri rendszerek hidegfrontjainak szelei az árterekről emelik fel a finomszemcsés törmeléket, ennek fő időszaka tavasszal van. A tóba ömlő folyók vizének elöntözése is problémákat okoz, a tó területe csökkenőben van. Hasonló szinoptikus meteorológiai hatásokra alakulnak ki a tavaszi porviharok a Dzsungár-medencében (3.7), valamint az Uvs-tó zárt medencéjében (3.8) is. Ezeknek a zárt, hegyközi medencéknek is a környező magasabb térszínek lepusztulásából származik a finomszemcsés törmelékanyaga.

Ázsia legnagyobb kiterjedésű, csaknem egész évben aktív forrásterülete a Tarim-medencében a Takla-Makán (3.9). A hatalmas homoksivatagot magashegységek zárják közre, a Kunlun, az Altin-Tag, a Kelet-Pamír és a Tien-san vonulatai felől az időszakos vízfolyások nagymennyiségű kőzetliszt-méretű lepusztulás terméket szállítanak a medencébe. A peremi területeken megfigyelhető átmeneti vízfolyások, időszakos tavak és törmelékkúpok hálózata már a késő-miocén óta jelentős porforrásnak számít, amit a hegylábi löszsorozatok és a Kínai-löszfennsík lerakódásainak (kor-, származás-) vizsgálatai is megerősítettek (Liu, T.S. et al. 1985; Zheng, H. et al. 2003). A Tarim-medence keleti, összeszűkülő kijáratánál szintén találunk egy aktív porforrást; ez a Quaidam-medencében található Lop-nór kiszáradt tómedre (3.10). A korábbi lefolyástalan sóstó feltöltődése és kiszáradása döntően természetes folyamatok következménye, de részben a Tarim folyó vizének elterelése is szerepet játszott.

A pliocén és pleisztocén korokban a Kínai-löszfennsík területe talán Földünk legporosabb régiója volt. A porviharok ma is meghatározóak a térségben. A Góbi, a Badain Jaran, a Tengger és az Ulan Buh sivatagok pora olykor az egész régiót beteríti, súlyos egészségügyi és gazdasági problémák sorát okozva mindezzel a térségben. Az aktív mezőgazdaság által okozott talajpusztulás szintén hozzájárul a porviharok kialakulásához. A forrásterületek egyértelmű azonosítása az aeroszol-térképeken nem volt lehetséges, mivel a kelet-ázsiai partvidék mentén kialakult kiterjedt iparvidékek által okozott szennyezőanyag-kibocsátás együttesen jelenik meg a természetes forrásokból származó légköri porral.

Az indiai szubkontinens északi részén fekvő források közül az Indus és Gangesz árterének (3.11), részben Himalájából származó poranyaga viharos erejű szelek hátán a légkörbe kerülhet ugyan, de ennek mértékét itt sem lehet pontosan meghatározni az aeroszol-térképeink alapján, mivel az antropogén eredetű légszennyező anyagok itt is elnyomják a természetes por jelét. A Thar sivatag (3.12) esetében már nem erről van szó, ez egy tipikus tavaszi és késő nyári kibocsátási maximummal jellemezhető porforrás.

Észak-amerikai porforrások (4)

Az észak-amerikai kontinensen, az aeroszol-térképeken márciustól augusztusig látunk egy-egy jól elkülönülő régiót, melyek a korábbiakhoz képest a globális kibocsátás töredékéért felelnek csupán (kb. 50 millió tonnányi port jelez mindez, Shao, Y. et al. 2011 szerint). Az Egyesült Államok délnyugati részén fekvő, a Sziklás-hegység, a Sierra Nevada és a Cascade-hegység vonulatai által határolt Nagy-Medence tekinthető az egyik legfőbb poremissziós központnak. A hegyközi magasföldek sósmocsarainak, playáinak, sekély, időszakos tavainak vastag alluviális lerakódásai szolgáltatják a finomszemcsés poranyagot, melyet a szél tavasszal és nyáron a légkörbe emel.

Észak-Amerika (a) átlagos aeroszol-térképe; (b) magassági viszonyai (forrás: www.maps-for-free.com – Hans Braxmeier); (c) műholdfelvétele (Nasa Earth Observatory [www.earthobservatory.nasa.gov] – Blue Marble Next Generation).

Az egyik legaktívabb forrásterület közvetlenül a Nagy-Sóstótól délnyugatra (4.1) fekszik. A tó és az azt körülvevő sósmocsarak, lapályok rendszere (Tule Dry Lake, Sevier Dry Lake) az egykori Bonneville-tó maradványai. Hasonló eredetű, de kisebb kiterjedésű és kibocsátású források a Smoke Creek és a Black Rock sivatag (4.2), melyek a pleisztocén pluviális Lahontan-tó maradványai. Az ezekről a kiszárad, csupasz tómedrekről kiinduló deflációs folyamatok meteorológiai hátterében alacsonynyomású légköri rendszerek prefrontális szelei állnak (Hahnenberg, M. és Nicoll, K. 2012).

A dél-kaliforniai Coachella- és Imperial-völgyekben elhelyezkedő Salton-tóhoz kapcsolódó playa-rendszer (4.3) szintén egy fontos porkibocsátó övezet. Az alacsony fekvésű pull-apart medencét a prehisztorikus Cahuilla-tó üledékei fedik, melyek a késő-pleisztocénben és a holocén elején rakódtak le (Babcock, E.A. 1974). A csendes-óceáni magasnyomású központ és a tavasszal, nyár elején érkező ciklonok közt kialakuló légnyomáskülönbség hatására megerősödő szelek okozzák a térségben a porviharok többségét.

A Mexikói-fennsík területén jól elkülönül két régió, melyhez jelentős poremisszió társul. A Sierra Madre Occidental és a Sierra Madre Oriental által határolt fennsík zárt medencéinek sóstavai (bolsonok) szolgálnak kiindulásul az itteni porviharoknak. Az északabbi folt a Chihuahuan sivatag arid medencéinek (4.4), míg a délebbi a zárt Bolsón de Mapimí (4.5) vidéke. A környéken jellemzően kora tavasszal alakulnak ki a porviharok, melyek gyakorisága észak felé távolodva egyre inkább tolódik az év későbbi időszakaira.

Dél-amerikai porforrások (5)

Dél-Amerikában három fő lehordási régiót tudunk elkülöníteni az aeroszol-térképek alapján. Az Északi-Andok két vonulata, a Keleti és Nyugati Kordillerák közt fekvő Altiplano fennsíki medencéiben található sóslapályok sorozatához tartozik számos pontszerű porforrás. Ezek közül a legnagyobb a Salar de Uyuni (5.1), melynek vastag sós lerakódásai a pleisztocén csapadékos pluviális időszakában halmozódtak fel, amikor még az Altiplano felszínét tavak fedték (Placzek, C.J. et al. 2011). Napjainkban ezek a sós tavi lerakódások a szeptembertől novemberig tartó tavaszi időszak porviharainak legfőbb forrásai.

Dél-Amerika (a) átlagos aeroszol-térképe; (b) magassági viszonyai (forrás: www.maps-for-free.com – Hans Braxmeier); (c) műholdfelvétele (Nasa Earth Observatory [www.earthobservatory.nasa.gov] – Blue Marble Next Generation).

Dél felé haladva a következő aktív porforrás-területet a Déli-Andok keleti lejtői mentén találjuk (5.2), ahol szintén tavasszal jellemzőek a porkifúvásos epizódok. A hegylábi terület hordalékkúpjainak törmelékei és a sósmocsarak, lapályok (salinák) sorozatainak lerakódásai szolgálnak finomszemcsés alapanyagul, melyet a hegység felől lecsapó katabatikus szelek szállítanak el keleti irányba.

Patagónia (5.3) felszínét fedő plio-pleisztocén lösz és löszszerű üledékek napjaink porviharainak kialakulásában játszanak fontos szerepet. Mindezen üledékeken kívül a hegységi lepusztulás termékek, valamint a fluvioglaciális és vulkáni lerakódások finomszemcsés törmeléke is jelentős alapanyag a porviharok kialakulásához. Az Andok magashegységi régióiból alászálló nyugati szelek a Pampák porát nyáron és télen is gyakran a magasba emelik, melyet akár a Nyugat-Antarktiszig is elszállítanak a légköri áramlatok.

Dél-afrikai porforrások (6)

Dél-Afrika (a) átlagos aeroszol-térképe; (b) magassági viszonyai (forrás: www.maps-for-free.com – Hans Braxmeier); (c) műholdfelvétele (Nasa Earth Observatory [www.earthobservatory.nasa.gov] – Blue Marble Next Generation).

A dél-afrikai térségről szerkesztett térképeinken gyakran találkozunk nagymennyiségű aeroszol részecskével, azonban ennek döntő többsége erdőégetés során kerül a légkörbe, nem pedig defláció által. A porviharoknak két, foltszerű forrását tudjuk elkülöníteni a térségben; ezek az Etosha sósmocsár (6.1) és a Makgadikgadi-depresszió (6.2). Az Etosha felszínét időszakos tavak, mocsarak, valamint az egykori, sokkal nagyobb kiterjedésű, pleisztocén pluviális Etosha-őstavat tápláló Cunene folyó deltájának lerakódási fedik (Goudie, A.S. 1996). A Makgadikgadi hasonló fejlődéstörténetű, a medencéjét szintén egy pluviális tó fedte a pleisztocén során. Ennek az Ős-Makgadikgadinak, illetve a területet időszakosan elöntő Boteti folyónak az üledékei szolgálnak alapanyagul a térségben augusztusban és szeptemberben jellemző porviharoknak.

Ausztráliai porforrások (7)

Ausztrália területéről négy főbb forrásterületet érdemes megemlíteni, melyek összes porkibocsátása mintegy 110 millió tonnára tehető (Shao, Y. et al. 2011). A kontinens legnagyobb és legaktívabb forrása az Eyre-tó medencéje (7.1), melynek kiterjedt playa-rendszerét fedő üledékek és az azt időszakosan tápláló vízfolyások lerakódásai szolgálnak a porviharok alapanyagául. A porkibocsátás szeptembertől márciusig, a déli félteke tavaszi és nyári évszakaiban a legaktívabb.

Ausztrália (a) átlagos aeroszol-térképe; (b) magassági viszonyai (forrás: www.maps-for-free.com – Hans Braxmeier); (c) műholdfelvétele (Nasa Earth Observatory [www.earthobservatory.nasa.gov] – Blue Marble Next Generation).

A Murray-Darling medencéjéből két elkülönülő deflációs régiót ismerünk. Az északabbi terület a Darling folyó vízrendszeréhez tartozó időszakos mellékfolyók és sósmocsarak üledékeihez köthető (7.2). A délebbre fekvő terület a Murrayhez kapcsolódó ártéri és sóstavi környezetének (7.3) vidéke. Egy kisebb kiterjedésű és viszonylag kevésbé aktív porforrást a Barkly-táblavidék sós lapályai (7.4) környékén tudunk beazonosítani az aeroszol-térképeken.

A kontinens porviharainak meteorológiai hátterében a kelet felé mozgó alacsonynyomású légköri rendszerek északias prefrontális és délies posztfrontális szelei állnak (Strong, C.L. et al. 2011). Ez a két rendszer határozza meg a szárazföldet elhagyó porszállítást is a Déli-Csendes-óceán, valamint az Indiai-óceán irányába.

A múltbéli porviharos időszakok nyomait a változatos hullóporos lerakódások sorozataiban tanulmányozhatjuk. Ezek a löszök, löszszerű és „parna” üledékek jelzik számunkra, hogy a földtörténeti múlt egyes periódusaiban a mainál sokkal aktívabb porkibocsátás volt jellemző Ausztráliában (Hesse, P.P. és McTainsh, G.H. 2003; Fitzsimmons, K.E. et al. 2009).

Magasabb szélességek forrásterületei

A szerkesztett és itt felhasznált aeroszol-térképek az északi és déli 70. szélesség viszonyait ábrázolják, ezért nem tájékoztatnak a hideg-száraz területek porviharairól, melyek a gleccserek által finomra őrölt poranyagának (Hobbs, W.H. 1942) és (időszakos) vízfolyások alluviális lerakódásainak (Péwé, T.L. 1951) kifúvásai révén szintén fontos porforrás-területek: pl. Alaszka (Péwé, T.L. 1951), Grönland (Dijkmans, J.W.A. és Törnqvist, T.E. 1991), Izland (Arnalds, O. et al. 2001), Kanada prérije (Nickling, W.G. 1978) és Új-Zéland (Marx, S.K. és McGowan, H.A. 2005). 

A hideg térségekből is számos olyan folyamat ismert, melynek köszönhetően nagymennyiségű finomszemcsés törmelékanyag képződhet, ha ehhez hozzávesszük a gyér növényzetet –, mely így nem képes a konszolidálatlan törmelékes szemcséket megkötni –, valamint a gyakori erős szélkitöréseket, akkor már nem is oly meglepő a gyakori porkifúvás ezekben a térségekben sem. A jégtakaró őrlő munkájának eredményeként képződött szemcsék az olvadékvizekben – azok vízét zavarossá, gleccsertejjé téve ¬– szállítódnak a jégelőtéri síkságokra és a proglaciális fonatos vízhálózat ártereire, ahonnan a katabatikus szelek könnyedén a légkörbe emelik őket.

A porforrások jellemző geomorfológiai környezete

Ahogy láttuk, számos forrásterületet a pleisztocén pluviális időszakaiban átmenetileg víz borított, így nagy mennyiségű finomszemcsés anyag halmozódhatott fel bennük. Gyakori, hogy a felszínüket kovamoszatokból felépülő diatóma vagy sós kéreg fedi, melyet a szél nem képes megbontani. Az, hogy mégis hatalmas mennyiségű por kerül ki ezekről a területekről, a közeli homoksivatagoknak köszönhető, amelyek területéről lehordott durvább szemcseméretű anyag becsapódási energiája felszakítja a port védelmező kérget. Ilyen terület Földünk legaktívabb kifúvási régiója, Bodélé vidéke 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 (chottok) környéke is. A globális térképen jól látható, hogy szerte a Földön az időszakos tavak (sottok, playák, sebkhák, sabkhák, kevírek, kavírok, salinasok, saladák, salarok, norok, golok, boinkák) képezik a porkifúvások pontszerű, de igen fontos forrásait (Gill, T.E. 1996).

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 vagy az Ahaggartól délre, az Aїr és az Iforas-hegység között fekvő Azaouak-völgye eklatáns példái ennek. A Taudeni-mélyedés hatalmas területe szintén fontos porforrás-terület, 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.

A Tigris és Eufrátesz folyók medencéjének ártéri lerakódásaiból a tavaszi és nyári időszakokban nagy mennyiségű poranyagot fúj a szél a Perzsa-öböl fölé. A magasabb ázsiai régiók zárt hegyközi medencéinek tömegmozgásos folyamatai által felhalmozott finomszemcsés törmelékanyaga és az időszakosan vízzel borított sóstavainak száraz mederüledékei is fontos lehordási körzeteknek számítanak. A Kaszpi- és Aral-tó kiszárított területei az antropogén hatásokra kialakuló forrásterületek körébe tartoznak.

Porszállítási útvonalak

Az ezidáig tárgyalt legfőbb forrásterületekről kiinduló porviharok nem csupán a kifúvási régió szűkebb környezetét érintik. Számos esetben a légkörbe kerülő por több ezer vagy tízezer kilométeres távolságban található régiókba is eljut, az ottani levegőkémiai és környezeti folyamatokban is szerepet játszhat, valamint nagy távolságok megtétele után ülepszik ki. 

Földünk legnagyobb porkibocsátó övezete évi több mint 1 milliárd tonna légkörbe juttatott poranyaggal a Szahara. Az innét származó por gyakran megfigyelhető az Atlanti-óceán, a Földközi- és a Vörös-tenger légkörében, de viszonylag nagy gyakorisággal nagyobb távolságokra fekvő szárazföldeken is tapasztalható az észak-afrikai poranyag kiülepedése. Általánosságban elmondható, hogy négy fő porszállítási útvonal indul ki a szaharai porforrások felől: (1) nyugati irányba a „szaharai légréteg (Saharan Air Layer)” az Atlanti-óceánt átszelve, a Kanári- és Zöldfoki-szigeteket is érintve, Észak- és Dél-Amerika területére (Prospero, J.M. et al. 1970; Swap, R. et al. 1992); (2) dél felé a Harmattán által a Guineai-öböl térségébe jutnak el az ásványi szemcsék; (3) északi irányba indulva Európa térségét borítja be olykor hatalmas mennyiségű por (Barkan, J. et al. 2005; Engelstaedter, S. et al. 2006; Varga, Gy. et al. 2013, 2014); (4) kelet felé pedig a Közel-Keletet (Alpert, P. és Ziv, B. 1989) és (pl. a Tokar deltán keresztül) a Vörös-tenger légkörét érintheti szaharai porviharos esemény.

Műholdfelvételeken sokszor megfigyelhető, ahogy az Arab-tengerrel párhuzamosan futó vonulatok felől hatalmas mennyiségű poranyagot fúj ki a szél, elkülönülő csóvákban a sötétkék tengervíz fölé.

A Tarim-medence területéről kiinduló porviharok anyagát a Kínai Löszfennsík lerakódásaiban is azonosítani lehet, de szélsőséges esetekben hatalmas távolságokat is megtesz az innen kifújt por. A Csendes-óceánt átszelve Észak-Amerikába (Duce, R.A. et al. 1980; Jaffe, D.A. et al. 1999), Grönlandra (Biscaye, P.E. et al. 1997; Svensson, A. et al. 2000) vagy akár Európába (Grousset, F.E. et al. 2003) is eljuthat a Takla-Makán poranyaga. Hasonlóan a nyugatias áramlásokkal jut el a „Hexi-folyosó”, a Góbi, a Badain Jaran, a Tengger és az Ulan Buh sivatagok pora Japán területére, ahol ennek a poranyagnak a kiülepedését Kosa-eseményeknek nevezik. Grönlandi porminták kapcsán érdemes kitérni Újvári, G. et al. (2015) eredményeire, mely kutatások rámutattak, hogy az utolsó glaciális során nem feltétlenül csak az ázsiai eredetű poranyaggal érdemes számolni, hanem más (pl. akár közép-európai) források is szóba kerülhetnek.

Ausztrália porkifúvásai Új-Zélandot (Kidson, E. 1930), míg a Patagónia felől érkező ásványi szemcsék az Antarktiszt (Sugden, D.E. et al. 2009) is elérhetik.