Υπάρχουν μέρες που ο ουρανός πάνω από την Αθήνα, τη Ρώμη ή τη Μαδρίτη παίρνει μια παράξενη πορτοκαλί απόχρωση. Τα αυτοκίνητα καλύπτονται από μια λεπτή στρώση κόκκινης σκόνης, οι μετεωρολόγοι προειδοποιούν για αφρικανική σκόνη και οι περισσότεροι από εμάς θεωρούμε ότι πρόκειται για ένα ακόμη φυσικό φαινόμενο που θα περάσει.
Στην πραγματικότητα, όμως, αυτό που συμβαίνει πάνω από τα κεφάλια μας αποτελεί μέρος μιας πολύ μεγαλύτερης ιστορίας, η οποία συνδέεται με την κλιματική αλλαγή, τη φυσική της ατμόσφαιρας και την υγεία εκατομμυρίων ανθρώπων.
Τώρα, μια νέα πανευρωπαϊκή έρευνα, στην οποία συμμετέχουν και Έλληνες επιστήμονες αποκαλύπτει ότι η σκόνη που φτάνει στην Ευρώπη από την έρημο δεν είναι απλώς ένα επαναλαμβανόμενο εποχικό φαινόμενο.
Στη νότια Ευρώπη, όπου βρίσκεται και η Ελλάδα, η μέση συγκέντρωση της αφρικανικής σκόνης από την έρημο φτάνει τα 5,3 μικρογραμμάρια ανά κυβικό μέτρο αέρα, υπερδιπλάσια από εκείνη που καταγράφεται στην κεντρική και βόρεια Ευρώπη.
Αυξάνεται. Και μάλιστα με ρυθμό που αρχίζει να ανησυχεί τους επιστήμονες.
Στο πλαίσιο της μελέτης, ερευνητές του Ινστιτούτου Paul Scherrer (PSI), στην Ελβετία, σε συνεργασία με περισσότερους από 50 επιστήμονες από όλη την Ευρώπη, συμπεριλαμβανομένης της Ελλάδας, αξιοποίησαν δεδομένα μιας δεκαετίας από περισσότερους από εκατό σταθμούς παρακολούθησης της ατμόσφαιρας και τα συνδύασαν με μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης.
Το αποτέλεσμα είναι ίσως η πληρέστερη μέχρι σήμερα εικόνα για το πώς η σκόνη της Σαχάρας και των ερήμων της Μέσης Ανατολής ταξιδεύει χιλιάδες χιλιόμετρα μέχρι να φτάσει στις ευρωπαϊκές πόλεις.
Τα στοιχεία είναι αποκαλυπτικά
Στη νότια Ευρώπη, όπου βρίσκεται και η Ελλάδα, η μέση συγκέντρωση της αφρικανικής σκόνης από την έρημο φτάνει τα 5,3 μικρογραμμάρια ανά κυβικό μέτρο αέρα, υπερδιπλάσια από εκείνη που καταγράφεται στην κεντρική και βόρεια Ευρώπη.
Ακόμη πιο ανησυχητικό είναι ότι μέσα σε μόλις δέκα χρόνια η συγκέντρωση αυξήθηκε κατά περίπου 10% έως 25%.
Το παράδοξο είναι ότι η Ευρώπη γίνεται σταδιακά καθαρότερη από τη ρύπανση που προκαλεί η ίδια. Οι εκπομπές από τη βιομηχανία, τις μεταφορές και τη θέρμανση μειώνονται χάρη στους αυστηρότερους περιβαλλοντικούς κανονισμούς.
Οι ερευνητές εκπαίδευσαν αλγορίθμους χρησιμοποιώντας πραγματικές μετρήσεις από ολόκληρη την Ευρώπη, επιτρέποντας στα μοντέλα να διορθώνουν τα σφάλματά τους και να παράγουν έναν πολύ πιο αξιόπιστο χάρτη των συγκεντρώσεων μεταφερόμενης σκόνης σε επίπεδο εδάφους.
Ωστόσο, ένας διαφορετικός τύπος ατμοσφαιρικής ρύπανσης που δεν παράγεται μέσα στις ευρωπαϊκές πόλεις και ούτε μπορεί να περιοριστεί με φίλτρα, με καταλύτες ή με αυστηρότερα όρια εκπομπών, ακολουθεί την αντίθετη πορεία. Έρχεται από χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά, μεταφερόμενος από τους ίδιους τους ανέμους.
Το μεγάλο τεχνολογικό επίτευγμα της εν λόγω έρευνας που δημοσιεύτηκε στο Nature δεν ήταν μόνο η συλλογή δεδομένων αλλά και ο τρόπος με τον οποίο οι επιστήμονες κατάφεραν να αναγνωρίσουν τη σκόνη της ερήμου ανάμεσα στα εκατομμύρια άλλα αιωρούμενα σωματίδια της ατμόσφαιρας.
Το «δακτυλικό αποτύπωμα» της Σαχάρας αποδείχθηκε ότι είναι το αλουμίνιο.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τη συγκέντρωση αλουμινίου ως βασικό δείκτη, καθώς αποτελεί χαρακτηριστικό συστατικό των ορυκτών που μεταφέρονται από τις ερήμους. Στη συνέχεια ανέλυσαν τις αναλογίες πυριτίου, ασβεστίου, τιτανίου και σιδήρου σε σχέση με το αλουμίνιο, δημιουργώντας ουσιαστικά τη χημική ταυτότητα της μεταφερόμενης ερημικής σκόνης. Αυτή η προσέγγιση επέτρεψε να διαχωριστούν με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια τα σωματίδια της Σαχάρας από τη σκόνη που προέρχεται από εργοτάξια, αγροτικές δραστηριότητες ή την κυκλοφορία των οχημάτων.
Η συγκεκριμένη χημική υπογραφή αποτελεί σήμερα την πιο ολοκληρωμένη πειραματική περιγραφή της σύστασης της μεταφερόμενης από την έρημο σκόνης στην Ευρώπη.
Μέχρι πρόσφατα, η πρόβλεψη μεταφοράς αφρικανικής σκόνης βασιζόταν σχεδόν αποκλειστικά σε πολύπλοκα ατμοσφαιρικά μοντέλα, όπως τα SKIRON, MONARCH, CHIMERE και DREAM. Τα συστήματα αυτά προσομοιώνουν την εκπομπή, τη μεταφορά και την εναπόθεση της σκόνης στην ατμόσφαιρα και είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικά όταν πρόκειται για μεγάλα επεισόδια.
Όμως η πραγματικότητα κοντά στο έδαφος είναι πολύ πιο περίπλοκη.
«Τα μοντέλα συχνά αποτυγχάνουν να εκτιμήσουν με ακρίβεια τις συγκεντρώσεις που τελικά αναπνέουμε. Υποεκτιμούν τις μικρότερες εισβολές σκόνης και δυσκολεύονται να διαχωρίσουν τη μεταφερόμενη σκόνη από τοπικές πηγές, όπως η διάβρωση του εδάφους, η επαναιώρηση σωματιδίων από τους δρόμους ή οι γεωργικές δραστηριότητες», εξηγεί στο WIRED Greece ο Δρ Βασιλάκος, επιστήμονας στο ινστιτούτο Paul Scherrer της Ελβετίας και βασικός συγγραφέας της μελέτης.
Εδώ ακριβώς μπήκε στο παιχνίδι η τεχνητή νοημοσύνη.
Οι ερευνητές εκπαίδευσαν αλγορίθμους χρησιμοποιώντας πραγματικές μετρήσεις από ολόκληρη την Ευρώπη, επιτρέποντας στα μοντέλα να διορθώνουν τα σφάλματά τους και να παράγουν έναν πολύ πιο αξιόπιστο χάρτη των συγκεντρώσεων μεταφερόμενης σκόνης σε επίπεδο εδάφους.
Δεν επρόκειτο για αντικατάσταση της φυσικής από την τεχνητή νοημοσύνη, αλλά για έναν συνδυασμό που αξιοποιεί τα πλεονεκτήματα και των δύο προσεγγίσεων.
Η μελέτη επιχείρησε να κοιτάξει ακόμη και λίγο πιο πίσω στον χρόνο
Επειδή τα οργανωμένα δίκτυα παρακολούθησης εμφανίζονται μόνο τις τελευταίες δεκαετίες, οι επιστήμονες στράφηκαν σε μια απρόσμενη πηγή δεδομένων, τους παγετώνες των Άλπεων.
Στους πυρήνες πάγου του Colle Gnifetti, στα σύνορα Ελβετίας και Ιταλίας, κάθε στρώμα πάγου λειτουργεί σαν ένα φυσικό αρχείο της ατμόσφαιρας. Η ανάλυση αποκάλυψε ότι η ποσότητα αφρικανικής σκόνης που φτάνει στις Άλπεις έχει υπερδιπλασιαστεί από την έναρξη της βιομηχανικής εποχής πριν από περίπου 150 χρόνια.
Το ερώτημα είναι γιατί.
«Είναι ένας συνδυασμός δύο παραγόντων που λειτουργούν ταυτόχρονα. Από τη μία πλευρά, η Σαχάρα γίνεται ολοένα πιο ξηρή, γεγονός που διευκολύνει την ανύψωση μεγαλύτερων ποσοτήτων σκόνης στην ατμόσφαιρα. Από την άλλη, οι μεταβολές στην ατμοσφαιρική κυκλοφορία μεταφέρουν αυτές τις αέριες μάζες πιο αποτελεσματικά προς την Ευρώπη», εξηγεί ο Δρ Βασιλάκος.
«Είναι δε, χαρακτηριστικό ότι δεν έχουν αυξηθεί οι καταιγίδες σκόνης ποσοτικά. Έχουν όμως γίνει πολύ πιο έντονες, μεταφέροντας μεγαλύτερες ποσότητες υλικού σε κάθε επεισόδιο», συμπληρώνει ο επικεφαλής του έργου Κάσπαρ Ντάλενμπαχ (Kaspar Dallenbach).
«Είναι χαρακτηριστικό ότι δεν έχουν αυξηθεί οι καταιγίδες σκόνης ποσοτικά. Έχουν όμως γίνει πολύ πιο έντονες, μεταφέροντας μεγαλύτερες ποσότητες υλικού σε κάθε επεισόδιο»
Για την Ελλάδα αυτό δεν αποτελεί μια αφηρημένη στατιστική.
Η χώρα βρίσκεται πάνω σε έναν από τους βασικούς αεροδιαδρόμους της αφρικανικής σκόνης. Οι καταιγίδες αφρικανικής σκόνης με πορτοκαλί ουρανούς, μειωμένη ορατότητα και υψηλές συγκεντρώσεις σωματιδίων γίνονται πλέον όλο και πιο συχνά, ενώ οι αέριες μάζες συνεχίζουν το ταξίδι τους προς την Ιταλία, τη Γαλλία και ακόμη βορειότερα, έως και την Ουκρανία.
Οι επιπτώσεις δεν περιορίζονται στην ποιότητα του αέρα
Η αυξημένη παρουσία σκόνης από την έρημο έχει συνδεθεί με περισσότερα καρδιαγγειακά και αναπνευστικά περιστατικά τις ημέρες έντονων επεισοδίων, ενώ ταυτόχρονα επηρεάζει και την παραγωγή ενέργειας. Τα αιωρούμενα σωματίδια μειώνουν την ηλιακή ακτινοβολία που φτάνει στα φωτοβολταϊκά και η σκόνη που επικάθεται πάνω τους περιορίζει αισθητά την απόδοσή τους.
Η νέα χαρτογράφηση που δημιουργήθηκε με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση για ευρωπαϊκά συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης, παρόμοια με εκείνα που ήδη χρησιμοποιούνται για τα κύματα καύσωνα ή την αστική ατμοσφαιρική ρύπανση.
«Η δυνατότητα να γνωρίζουμε ότι όχι μόνο έρχεται αφρικανική σκόνη, αλλά και πόση ακριβώς θα αναπνεύσουμε σε κάθε περιοχή, αποκτά πλέον ιδιαίτερη σημασία τόσο για τη δημόσια υγεία όσο και για τη διαχείριση των ενεργειακών υποδομών», λένε οι επιστήμονες.
Η μεγαλύτερη υπενθύμιση της έρευνας, όμως, είναι ίσως ότι η ατμόσφαιρα δεν οριοθετείται γνωρίζει σύνορα. Ακόμη κι αν η Ευρώπη συνεχίσει να μειώνει τις δικές της εκπομπές, η κλιματική αλλαγή μπορεί να μεταφέρει νέες μορφές ρύπανσης από περιοχές που βρίσκονται χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά.
Και αυτό σημαίνει ότι η μάχη για καθαρότερο αέρα δεν θα κριθεί μόνο στις ευρωπαϊκές πόλεις, αλλά και στις ερήμους που βρίσκονται στην άλλη πλευρά της Μεσογείου.
