Mineralna prašina podignuta vjetrom iz pustinja jedan je od najzastupljenijih tipova aerosola u atmosferi sa značajnim posljedicama na klimu i ekosustave. Ima prvenstveno značajan utjecaj na apsorpciju i refleksiju sunčevog zračenja, tj. ovisno o veličini čestica može doći do zagrijavanja ili hlađenja atmosferskih slojeva.

Pri formaciji oblaka čestice prašine služe kao kondenzacijske jezgre, što je kompleksan proces s obzirom na higroskopnost koja ovisi o njihovom kemijskom sastavu.

Pri taloženju u more mineralna prašina donosi nutrijente ključne za pokretanje primarne proizvodnje fitoplanktona, a to je upravo bio i jedan od ciljeva multidisciplinarnog istraživanja grupe znanstvenika s Fakulteta za fiziku u Rijeci, Geofizičkog odsjeka PMF-a u Zagrebu i Zavoda za istraživanje mora i okoliša, Instituta Ruđer Bošković u Zagrebu.

Pogled na Riječki zaljev tijekom (28. 3. 2020.) i nakon (1. 4. 2020.) – epizode donosa prašine iz pustinja Aralkum i Sahare, Foto: DAVOR LUŠTICA

Glavni izvor prašine

Sahara je glavni globalni izvor prašine koji prema procjenama doprinosi s oko 46 posto ukupnim globalnim emisijama. Velika količina prašine tijekom hladnijeg dijela godine na sjevernoj polutci prenosi se zračnim strujama prema Amazoni, a ljeti prema Karibima.

Tada, ovisno od sinoptičkoj situaciji, možemo očekivati i donos prema Sredozemlju, uključujući i Jadran. Procjena je da se oko 100 Tg pustinjske prašine godišnje prenese na ovo područje.

Budući da su mjerenja u pustinjskim područjima rijetka, a satelitska mjerenja mogu biti manjkava radi naoblake u atmosferi, ove procjene baziraju se uglavnom na združenim sustavima meteoroloških i kemijskih numeričkih modela. Posebno, rezultati takvih modela mogu biti korigiriani sa satelitskim i prizemnim mjerenjima parametra optičke debljine aerosola (AOD) koja se asimilira u modelski sustav.

U istraživanjima klimatologije taloženja prašine u Jadran ova grupa znanstvenika koristila je javno dostupne podatke NASA-ine reanalize MERRA-2 (https://gmao.gsfc.nasa.gov/reanalysis/MERRA-2/) za razdoblje 1989. – 2019.

Korištenjem metode empirijskih ortogonalnih funkcija, dr. sc. Boris Mifka (Fakultet za fiziku), dr. sc. Maja Telišman Prtenjak (Geofizički odsjek, PMF) i Josipa Kuzmić (DHMZ) detektirali su sinoptičke sustave koji su odgovorni za proljetni i jesenski maksimum u godišnjem hodu taloženja prašine u Jadran. Iako su ovi događaji sporadične prirode, ustanovljena je određena pravilnost u godišnjem hodu.

U proljeće se na sjevernim obalama Afrike javlja tzv. Sharav ciklona uzrokovana zavjetrinskim efektima u gorju Atlas i razlikom temperature između zagrijane površine Sahare i još hladnog Sredozemnog mora. Ciklona na svome putu obalom sjevera afričkog kontinenta podiže prašinu i donosi je na svojoj istočnoj strani prema istočnom Sredozemlju što može uključivati dominantno Južni i Srednji Jadran.

Jesenski maksimum taloženja prašine rezultat je pojave visinske doline praćene jugozapadnom strujom. Rezultati ovog istraživanja (Mifka i sur., 2020.) publicirani su u uglednom časopisu Journal of Geophysical Research (https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2021JD035783).

Izniman događaj

U radu je ustanovljeno kako se godišnje u prosjeku može očekivati oko 60 dana s taloženjem prašine na području cijelog Jadrana. U 30-godišnjem nizu podataka pokazalo se kako je mokro taloženje vezano za kišu najefikasniji proces taloženja prašine na Jadranu što se odražava i na aktivnost fitoplanktona.

Minimalno u lipnju, s kišom se ispire oko 62 posto prašine u Jadran, a u studenom čak do 89 posto.

Iako je Sahara glavni izvor prašine koja sve učestalije dolazi na Jadran, uočene su i iznimke.

Tijekom prvih dana karantene zbog pandemije bolesti COVID-19, točnije 27. ožujka 2020. godine, mjerne postaje za praćenje kvalitete zraka duž Balkana zabilježile su koncentracije aerosola frakcije manje od 10 mikrometara (PM₁₀) u iznosu i veće od 400 μgm¯³, dok je dnevna koncentracija na postaji Nastavnog zavoda za javno zdravstvo u Rijeci iznosila 216 μgm¯³.

Ako se uzme u obzir da je granična vrijednost od 50 μgm¯³ prekoračena samo dva puta te godine na ovoj postaji, može se reći da je ovo svakako izniman događaj, pogotovo s obzirom na sličnu situaciju iznad cijele Hrvatske i susjednih zemalja.

Ista grupa znanstvenika provela je simulaciju modelom WRF-Chem koja je pokazala da je prizemni donos bio iz područja isušenog Aralskog mora kojem je prethodio visinski donos iz Afrike. Dr. sc. Ivna Kavre Piltaver s Fakulteta za fiziku i Centra za mikro i nanoznanosti i tehnologije u Rijeci provela je analizu filtra s postaje u Rijeci pomoću pretražnog elektronskog mikroskopa u kojoj je potvrđen dominantno donos iz područja Sahare.

Sličan rezultat dobiven je i geokemijskom analizom sadržaja istog filtra. Ovo istraživanje (Mifka i sur., 2023.) publicirano je u časopisu Earth and Space Science (https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2023EA002879).

Proljeće kao i početak ljeta 2024. godine obilježeno je s nekoliko intenzivnijih epizoda donosa prašine iz područja Sahare čime su potvrđena prethodna istraživanja sinoptičkih obrazaca vezanih uz ovakve događaje.