سرزمین‏‏‌های خشک غبارزا

یوسف رشیدی عضو هیات علمی گروه فناوری‌های محیط‌زیست پژوهشکده علوم محیطی دانشگاه شهید بهشتی توفان‌‌‌های گردوغبار از خطرات مرتبط با شرایط هواشناسی رایج در مناطق خشک و نیمه‌خشک هستند. عامل اصلی گردوغبار، بادهای شدیدی هستند که مقادیر زیادی غبار را از خاک‌‌‌های مستعد پراکندگی به جو برده و آنها را به صدها تا هزاران کیلومتر دورتر می‌‌‌برند. حدود ۴۰‌درصد ذرات معلق در هوا در تروپوسفر (پایین‌‌‌ترین لایه جو زمین) ذرات گردوغبار ناشی از فرسایش بادی هستند. منبع اصلی این غبارهای معدنی، مناطق خشک شمال آفریقا، شبه‌جزیره عربستان، آسیای مرکزی و چین است. در مقایسه، استرالیا، آمریکا و آفریقای جنوبی، سهمی جزئی، اما همچنان مهم دارند. برآوردهای جهانی انتشار گردوغبار که عمدتا از مدل‌‌‌های شبیه‌‌‌سازی به دست می‌‌‌آیند، بین یک تا سه‌گیگاتن در سال متفاوت است.

ذرات گردوغبار، پس از رها شدن از سطح زمین، با اختلاط آشفته و جریان‌‌‌های همرفتی عمودی به سطوح بالاتر تروپوسفر می‌‌‌روند، سپس گردوغبار با توجه به اندازه آنها و شرایط هواشناسی، قبل از اینکه دوباره به سطح زمین برسد، برای مدت طولانی به‌وسیله باد به مکان‌‌‌های دیگر منتقل می‌‌‌شود. از آنجا که ذرات بزرگ‌تر، سریع‌تر از ذرات کوچک‌تر رسوب می‌کنند، در طول حرکت ذرات کوچک‌تر در مسیرهای طولانی منتقل می‌شود. میانگین طول عمر ذرات غبار در جو، از چند ساعت برای ذرات با قطر بزرگ‌تر از ۱۰میکرومتر تا بیش از ۱۰روز برای ذرات ریزتر متغیر است.

 تاثیر گردوغبار بر آب و هوا و اقلیم

ذرات معلق، به‌ویژه گردوغبار معدنی، بر آب‌وهوا و همچنین اقلیم جهانی و منطقه‌‌‌ای تاثیر می‌‌‌گذارند. ذرات گردوغبار، به‌ویژه اگر به‌واسطه آلودگی پوشش داده شوند، به‌عنوان هسته‌‌‌های تراکم برای تشکیل ابرهای گرم و به‌عنوان عوامل هسته‌‌‌های یخ کارآمد برای تولید ابرهای سرد عمل می‌کنند.

توانایی ذرات گردوغبار، به اندازه، شکل و ترکیب آنها بستگی دارد؛ آنها هم به نوبه خود، به ماهیت خاک اصلی، انتشار و فرآیندهای انتقال بستگی دارند. اصلاح ترکیب میکروفیزیکی ابرها توانایی آنها را در جذب تابش خورشیدی تغییر می‌دهد که به‌طور غیرمستقیم بر انرژی رسیده به سطح زمین تاثیر می‌‌‌گذارد.

ذرات غبار، همچنین بر رشد قطرات ابر و کریستال‌‌‌های یخ تاثیر می‌‌‌گذارند؛ بنابراین بر میزان و محل بارش تاثیرگذار هستند. گردوغبار موجود در هوا به روش مشابه اثر گلخانه‌‌‌ای عمل می‌کند: تابش خورشیدی واردشده به جو زمین را جذب و پراکنده می‌کند، میزان رسیدن به سطح را کاهش می‌دهد و تشعشعات موج بلندی را که از سطح به سمت بالا برگشته است، جذب می‌کند و آن را در همه جهات بازتاب می‌دهد. توانایی ذرات غبار در جذب تابش خورشیدی به اندازه، شکل و ترکیب کانی‌‌‌شناسی و شیمیایی آنها بستگی دارد.

 تاثیرات بر سلامت انسان

گردوغبار موجود در هوا خطرات جدی برای سلامت انسان دارد. اندازه ذرات گردوغبار، عامل تعیین‌‌‌کننده اصلی خطر بالقوه برای سلامت انسان است.

ذرات بزرگ‌تر از ۱۰میکرومتر قابل تنفس نیستند و فقط می‌‌‌توانند به اندام‌‌‌های خارجی آسیب بزنند که عمدتا باعث تحریک پوست و چشم، ملتحمه و افزایش حساسیت به عفونت چشمی می‌شوند. ذرات قابل استنشاق کوچک‌تر از ۱۰میکرومتر، اغلب در بینی، دهان و دستگاه تنفسی فوقانی گیر می‌‌‌افتند؛ بنابراین می‌‌‌توانند با اختلالات تنفسی مانند آسم، ذات‌‌‌الریه، و... همراه باشند.  با این حال، ذرات ریزتر ممکن است به دستگاه تنفسی تحتانی نفوذ کرده و وارد جریان خون شوند؛ جایی که می‌‌‌توانند بر تمام اندام‌‌‌های داخلی تاثیر بگذارند و مسوول اختلالات قلبی-عروقی باشند.  برخی از بیماری‌‌‌های عفونی از طریق گردوغبار قابل انتقال هستند. بیماری مننژیت که نوعی عفونت باکتریایی لایه بافت نازک است که مغز و نخاع را احاطه کرده است، می‌‌‌تواند موجب آسیب مغزی و در صورت عدم‌درمان، در ۵۰‌درصد موارد، به مرگ منجر شود. این بیماری در سراسر جهان رخ می‌دهد، با این حال بیشترین شیوع آن در «کمربند مننژیت»، یعنی بخشی از جنوب صحرای آفریقا با جمعیتی حدود ۳۰۰میلیون نفر است. این شیوع، یک الگوی فصلی قوی دارد. بسیاری از مطالعات، شرایط محیطی مانند رطوبت کم و شرایط گردوغبار را با زمان و مکان عفونت مرتبط می‌‌‌دانند.

محققان بر این باورند که استنشاق ذرات گردوغبار در هوای خشک و گرم، ممکن است به مخاط بینی و گلو آسیب برساند و شرایط مساعدی را برای عفونت باکتریایی ایجاد کند. علاوه بر این، اکسیدهای آهن موجود در ذرات گردوغبار، ممکن است خطر عفونت را افزایش دهند.

 تاثیر گردوغبار  بر محیط‌زیست

رسوبات گردوغبار سطحی، منبعی از ریزمغذی‌ها برای اکوسیستم‌های قاره‌‌‌ای و دریایی هستند. تصور می‌شود که گردوغبار صحرای آفریقا جنگل‌‌‌های بارانی آمازون را بارور می‌کند و می‌‌‌دانیم که انتقال گردوغبار آهن و فسفر به تولید زیست‌توده دریایی در بخش‌‌‌هایی از اقیانوس‌‌‌ها که از کمبود چنین عناصری رنج می‌‌‌برند، سود می‌‌‌رساند. گردوغبار همچنین اثرات منفی زیادی بر کشاورزی دارد؛ از جمله کاهش عملکرد تولید محصول، از بین رفتن بافت گیاهی، کاهش فعالیت فتوسنتزی و افزایش فرسایش خاک. اثرات غیرمستقیم رسوبات گردوغبار، شامل پر شدن کانال‌‌‌های آبیاری، پوشش مسیرهای مواصلاتی و تاثیر بر کیفیت آب رودخانه‌‌‌هاست. کاهش دید به دلیل گردوغبار موجود در هوا نیز بر حمل‌ونقل هوایی و زمینی تاثیر می‌گذارد. شرایط دید نامناسب در هنگام فرود و برخاستن هواپیما یک خطر است. فرودها ممکن است منحرف شده و پروازها با تاخیر انجام شوند. گردوغبار همچنین می‌تواند به سطوح هواپیما آسیب زده و به موتورها آسیب برساند. گردوغبار می‌‌‌تواند بر خروجی نیروگاه‌‌‌های خورشیدی، به‌ویژه نیروگاه‌‌‌هایی که به تابش مستقیم خورشید متکی هستند، تاثیر بگذارد. رسوبات گردوغبار روی پنل‌‌‌های خورشیدی، یکی از دغدغه‌‌‌های اصلی است.