Sebagian besar debu Sahara dihasilkan oleh 'Badai Petir Tersembunyi' di atas Gurun

(MENAFN- The Conversation) Ketika debu Sahara mencapai Inggris dan Eropa, seperti awan sebesar negara besar yang melintasi selama beberapa hari terakhir, itu dapat mengubah langit. Partikel kecil yang melayang di atmosfer menyebarkan cahaya biru sementara membiarkan merah dan oranye sampai ke kita dengan utuh, menghasilkan matahari terbenam yang indah.

Tapi tampilan mencolok ini juga mengingatkan kita betapa terhubungnya Bumi. Debu yang melayang di atas kepala saya di Inggris mungkin telah beristirahat di permukaan kering Sahara selama ribuan tahun, sebelum sekelompok angin mengangkatnya ke atmosfer dan membawanya ribuan kilometer ke utara.

Di musim semi, perbedaan suhu besar antara Sahara yang sudah panas dan pegunungan di Eropa yang masih tertutup salju dapat menghasilkan sistem tekanan rendah yang kuat yang menyapu debu ke utara.

Namun, sistem cuaca yang akrab ini sebenarnya bukan yang bertanggung jawab atas sebagian besar debu Sahara. Sebaliknya, sebagian besar debu dihasilkan oleh jenis badai gurun khusus – sebuah proses yang sulit untuk disimulasikan oleh model iklim.

Ketika dihadapkan pada pertanyaan tentang bagaimana ledakan debu akan berubah seiring pemanasan iklim, simulasi dari generasi terbaru model iklim menunjukkan bahwa emisi debu Sahara bisa meningkat hingga 13% menjelang akhir abad ini. Jika angin bertiup ke arah yang tepat, itu bisa berarti lebih banyak debu mencapai Eropa.

Namun, kisah nyata tentang bagaimana debu Sahara dihasilkan lebih rumit – dan jauh lebih menarik.

Memburu sumber debu terbesar di dunia

Sekitar 20 tahun lalu, saya dan rekan-rekan melakukan perjalanan ke salah satu tempat paling terpencil di Sahara: Depresi Bodélé di Chad. Satelit yang dirancang untuk mengukur ozon juga, secara tidak sengaja, tampaknya mampu mengukur debu – dan menyarankan bahwa cekungan ini mungkin menjadi sumber debu udara terbesar di dunia.

Pada saat itu, tidak ada pengukuran meteorologi langsung – jadi kami memasang instrumen di seluruh gurun untuk mengukur angin dan kondisi atmosfer. Kami menemukan angin yang luar biasa terkonsentrasi antara Pegunungan Tibesti dan Ennedi, yang kami sebut jet tingkat rendah Bodélé.

Di dekat permukaan bumi, angin di sana secara rutin melebihi 16 meter per detik – sebuah “badai sedang” dalam skala angin Beaufort, cukup kuat untuk mengangkat sejumlah besar sedimen halus ke atmosfer.

Angin ini menjelaskan mengapa Bodélé menjadi sumber debu yang besar. Ada banyak jet tingkat rendah seperti ini di seluruh Sahara, tetapi tidak ada yang sebesar ini.

Saat ini, model iklim dapat mensimulasikan jet ini. Meskipun mereka biasanya meremehkan kekuatannya, ini adalah kesalahan yang dapat ditoleransi – setidaknya model mensimulasikan mekanisme yang membuat debu.

Namun, pada awal 2010-an, ketika kami beralih perhatian ke badai debu musim panas di tempat lain di Sahara, ceritanya menjadi jauh lebih mengejutkan.

Badai tersembunyi yang mengangkat sebagian besar debu Sahara

Selama musim panas, sumber debu terbesar bergeser ke barat menuju negara-negara seperti Aljazair, Mali, Niger, dan Mauritania. Untuk memahami apa yang mendorong emisi ini, kami mengerahkan sekitar 30 ton peralatan meteorologi di seluruh wilayah, dengan bantuan dari layanan meteorologi Aljazair.

Ini menghasilkan beberapa hasil yang menakjubkan – terutama: sekitar 80% dari emisi debu Sahara selama musim panas diproduksi oleh badai petir.

Ini adalah badai petir yang istimewa. Karena udara Sahara sangat kering, awan sering berada lebih dari lima kilometer di atas permukaan. Hujan yang jatuh dari badai ini biasanya menguap jauh sebelum mencapai tanah.

Penguapan ini mendinginkan udara di sekitarnya, yang menjadi padat dan menukik ke bawah, menyebar dengan cepat saat menyentuh permukaan. Saat menyebar melintasi tanah gurun, dinding angin ini mengikis sejumlah besar debu.

Dengan menggunakan satelit, kami melacak lebih dari 1.500 kejadian ini. Banyak yang menempuh ratusan kilometer melintasi gurun, sebagian besar di malam hari, membangkitkan awan debu yang besar. Faktanya, “badai kering” ini tampaknya bertanggung jawab atas sebagian besar debu Sahara yang dihasilkan selama musim panas.

Masalah pemodelan

Penemuan ini menimbulkan masalah untuk prediksi iklim.

Model iklim global yang digunakan untuk memperkirakan tingkat debu di masa depan sangat kuat. Tapi mereka tidak cukup memperbesar untuk mensimulasikan badai petir secara individual, atau kolam udara dingin yang mereka hasilkan. Dengan kata lain, model yang menyarankan emisi debu Sahara bisa meningkat hingga 13% tidak mensimulasikan proses yang bertanggung jawab atas sebagian besar debu Sahara sejak awal.

Sebaliknya, mereka biasanya disetel untuk mencocokkan konsentrasi debu yang diukur oleh jaringan pemantauan yang jarang di dekat sumber debu. Ini berarti kita tidak bisa bergantung pada alat-alat ini.

Namun, ada harapan. Generasi baru model iklim resolusi sangat tinggi yang disebut “convection-permitting” memang mensimulasikan badai petir dan, seiring waktu, akan memberi kita perkiraan yang lebih baik tentang masa depan.

Perubahan iklim juga dapat mempengaruhi badai ini sendiri. Sebagai contoh, Mediterania yang menghangat dapat menarik Monsun Afrika Barat lebih jauh ke utara ke Sahara, yang berpotensi menciptakan kondisi yang lebih menguntungkan bagi badai petir penghasil debu.

Bagaimana hal ini akan berkembang masih menjadi pertanyaan terbuka. Untuk saat ini, matahari terbenam Sahara di Eropa mengingatkan kita bahwa atmosfer di sekitar kita terhubung dengan gurun yang jauh – dan bahwa beberapa proses terpenting yang menghubungkan keduanya masih terus ditemukan.