Izlandig eljutó óriási méretű szaharai porszemcséket azonosítottak magyar kutatók.

Izland térségéig eljutó szaharai porviharos eseményeket azonosítottak egy nemzetközi együttműködés keretében magyar kutatók az ELKH Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Földrajztudományi Intézetének (CSFK FTI) vezetésével. Az éghajlatváltozással összefüggő megváltozó légköri szállítási mechanizmusok következtében egyre több esetben észlelhetők hasonló események a magasabb szélességi területeken. Különös jelentőséggel bír, hogy a vizsgálat magyar kutatói nagy mennyiségű óriási (tizedmillimétert meghaladó átmérőjű) ásványi porszemcsét is találtak, melyek a földi energia-háztartásban éppen ellentétes szerepet töltenek be a finomszemcsés por hűtő hatásával szemben, és nettó melegedést okoznak a légkörben.

Varga György, a CSFK FTI tudományos főmunkatársa, Holman-Gresina Fruzsina (a CSFK tudományos segédmunkatársa; ELTE PhD-hallgató) és cseh, valamint izlandi társszerzőik a Szaharai por és óriási méretű kvarcszemcsék szállítása Izland felé című tanulmányukban az elmúlt mintegy másfél évtizedben Izland térségében azonosított szaharai porviharos eseményeket, valamint azok meteorológiai hátterét, a porszállítás útvonalait, lehetséges forrásterületeit, illetve a porszemcsék általános jellemzőit mutatják be. A távérzékeléses módszerek és számítógépes modellek eredményei alapján azonosított 15 porviharos esemény jól mutatja, hogy a szaharai forrásterületekről több ezer kilométeres távolságra is eljuthat a finomszemcsés ásványi por.

Sőt, a Reykjavík térségében két intenzív epizód során begyűjtött por szemcseméret- és szemcsealak-elemzései rámutattak arra, hogy nem csupán finomszemcsés, maximum néhány tíz mikron átmérőjű por jut el ilyen távolságokra, ahogy korábban gondolták, hanem nagyszámú, 100 mikront is meghaladó, kifejezetten nagy méretűnek számító ásványi szemcsék is. A kutatók a vizsgálatokat az automata képfeldolgozáson alapuló granulometriai karakterizáló műszer segítségével végezték a CSFK FTI Kőzet- és Talajvizsgáló Laboratóriumában.

Klímaváltozás: több por?

A kutatás több szálon is kötődik a jelenleg zajló éghajlatváltozás témaköréhez. A kutatók a vizsgálat révén a légkörben tapasztalt fokozott meridionalitáshoz – azaz a dél-északi áramlási helyzetek dominánsabbá válásához – kapcsolódóan újabb eredményeket szolgáltattak a sarkvidéki területek fokozott felmelegedése, és ennek következtében a magasabb és alacsonyabb szélességi területek közti lecsökkenő hőmérséklet-különbség, valamint a megváltozó légköri áramlási rendszerek kapcsolatáról.

Megbízható műszeres mérési adatok az 1880-as évek óta állnak rendelkezésre, azóta a globális átlaghőmérséklet csaknem 1 Celsius-fokot emelkedett. Ez a melegedés döntő többségében az elmúlt 10-15 évben történt, és térbeli eloszlása sem egyenletes. A poláris területek melegedése többszöröse az alacsonyabb szélességek hőmérséklet-változásának (ezt nevezzük arktikus amplifikációnak).

A mérsékelt övi ciklontevékenységért felelős Rossby-hullámok alakulása a meridionális hőmérséklet-különbség függvényében változik: minél kisebb ez a különbség, annál lomhább, nagyobb amplitúdójú magas légköri hullámok képződnek. Emiatt a nagy amplitúdójú kilengések miatt a hullámzó áramlások Észak-Afrika sivatagi területeiről nagy mennyiségű port tudnak északi irányba elszállítani (mint amikor az abrosszal egy nagy hullámmozgással fújjuk le a port az asztalról). Ezt olykor Európa-szerte tapasztalhatjuk. Hazánk területén is sikerült kapcsolatot találni a meanderező jet stream és a Kárpát-medencébe szállított egyre nagyobb mennyiségű szaharai por között. Az viszont különösen érdekes, hogy a szaharai por ilyen gyakran eljuthat egészen Izlandig.

Óriási szaharai porszemcsék az arktikus légkörben

A kutatások jelentőségét tovább növeli, hogy a több százezer egyedi ásványi szemcseméret- és alaktani elemzés rámutatott, hogy a korábban gondoltnál sokkal több nagy méretű porszemcse kerül a légkörbe. Méretükből kifolyólag ezek a porszemcsék – a finomszemcsés porral ellentétben – nem visszaverik, hanem elnyelik a Napból érkező sugárzást. Így nem hűtő, hanem fűtő hatásúak. Emiatt a földi energia-háztartásban játszott szerepüknek a parametrizálása a globális klímamodellekben is korrigálásra szorul.

Izland a maga 44 ezer km²-nyi sivatagi területével és évi átlagban 135 porviharos napjával Európa legnagyobb porkibocsátó régiója. Ezért a szaharai és a helyi porszemcsék elkülönítése, valamint a szaharainak vélt minták esetleges helyi „szennyeződésének” kizárása érdekében az izlandi forrásterületekről gyűjtött mintákat laboratóriumban elemezték. A kiülepedett poranyagból származó mintákhoz hasonlóan ezek elemzése is automata statikus képfeldolgozással történt.

E módszer segítségével kis mennyiségű mintából is közvetlen szemcseméret- és szemcsealak-adatokhoz juthatnak a kutatók. A több százezer egyedi szemcse granulometriai adatait az alkalmazott Malvern Morphologi G3-IDSE Raman-spektroszkóp adatai egészítik ki. Ezek ásványi fázisra vonatkozó információkat is szolgáltatnak. A kutatók megállapították, hogy a helyi forrásterületekről származó poranyag méret- és alaktani tulajdonságai az alkalmazott módszerrel jól elkülöníthetők egymástól. A hasonló méretű szemcséknek az alakja, a hasonló alakú szemcséknek pedig a mérete volt különböző. Ezeket a vizsgálatokat más műszerrel nem lehetett volna elvégezni. Recens porviharos események kapcsán ezt a módszert kizárólag a CSFK FTI kutatócsoportja alkalmazza a világon.