Increase in probability of African dust outbreaks occurrence over Spain, driven by warming and changing atmospheric circulation patterns

Elk jaar stijgen enorme wolken van fijn, roodachtig zand op uit de woestijnen van Noord-Afrika en reizen ze duizenden kilometers over de Middellandse Zee. Wanneer deze wolken Spanje en de nabijgelegen Balearen bereiken, landen ze over steden en het platteland, waardoor de lucht een waasvormige oranje kleur krijgt en de concentraties van minuscule deeltjes in de lucht die mensen inademen toenemen. Dit natuurlijke fenomeen, bekend als een Afrikaanse stofuitbraak, is een regelmatig onderdeel van het regionale klimaat, maar het brengt aanzienlijke gevolgen met zich mee. Deze stofstormen kunnen de luchtvervuilingsniveaus zo hoog opstuwen dat ze de menselijke gezondheid bedreigen, met name voor mensen met ademhalingsproblemen, en kunnen lokale ecosystemen verstoren door ongebruikelijke hoeveelheden mineralen op bossen en oceanen af te zetten. Decennialang hebben wetenschappers deze gebeurtenissen geobserveerd, in een poging te begrijpen of ze frequenter of intenser worden naarmate de planeet opwarmt. Het antwoord op die vraag is moeilijk te vinden gebleken, omdat de weerspatronen die het stof vervoeren complex zijn en variëren tussen jaren en decennia, wat het moeilijk maakt om natuurlijke veranderingen te onderscheiden van die door menselijke activiteit worden gedreven.

Een nieuwe studie van onderzoekers van verschillende Spaanse instellingen heeft deze draden eindelijk ontrafeld en biedt een helder beeld van hoe de frequentie van deze stofstormen de afgelopen tachtig jaar is veranderd. Door weersgegevens van 1940 tot 2024 te analyseren, berekende het team de dagelijkse waarschijnlijkheid van een stofuitbraak in acht verschillende regio's van het Iberisch Schiereiland en de Balearen. Ze ontdekten dat de kans op deze gebeurtenissen overal waar ze keken aanzienlijk is gestegen. In de zuidelijke en oostelijke delen van Spanje, die het dichtst bij de Afrikaanse bron liggen, is het aantal dagen met een hoge waarschijnlijkheid van stofuitbraken over de onderzoeksperiode met wel 56 dagen per jaar toegenomen. Zelfs in de noordelijke regio's, ver van de woestijn, is de frequentie toegenomen, zij het met een kleiner aantal. Deze trend is vooral scherp geworden sinds het jaar 2000, wat suggereert dat de omstandigheden die deze stormen bevorderen, aan intensiteit winnen.

Om te begrijpen waarom dit gebeurt, brachten de onderzoekers de oorzaken onder in twee hoofdcategorieën: de fysieke eigenschappen van de lucht zelf en de manier waarop de wind over het continent beweegt. De eerste factor, die zij thermodynamisch noemen, heeft betrekking op hoe warm en droog de lucht is. Naarmate de planeet opwarmt, worden de luchtmassa's die vanuit Noord-Afrika komen warmer en droger, wat het gemakkelijker maakt voor stof om van de grond op te stijgen en in de lucht te blijven hangen. De tweede factor, dynamisch, heeft betrekking op grootschalige weersystemen, zoals hogedrukgebieden, die fungeren als een lopende band die het stof naar Europa duwt. De studie laat zien dat beide factoren een rol spelen, maar dat hun invloed varieert afhankelijk van waar je bent. In de regio's die het dichtst bij de stofbron liggen, is de opwarming van de lucht de dominante drijfveer, die bijna de volledige toename van de stofgebeurtenissen verklaart. Echter, naarmate men verder naar het noorden en westen beweegt, speelt de verandering in windpatronen een grotere rol, waarbij dynamische factoren in sommige noordelijke gebieden bijna de helft van de toename verklaren.

De onderzoekers ontdekten ook dat wanneer deze stofstormen voorkomen, ze langer duren. De studie volgde hoeveel opeenvolgende dagen een regio hoge stofniveaus zou ervaren en stelde vast dat deze perioden van persistentie groeien, met name sinds de eeuwwisseling. Dit komt grotendeels door veranderingen in de atmosferische circulatie. De winden die het stof vervoeren, worden gestuurd door hogedruksystemen die sterker en stationairder worden boven de Middellandse Zee en West-Europa. Deze systemen werken als een deksel, waardoor de warme, stoffige lucht wordt gevangen en niet snel kan verdwijnen. Soms worden deze hogedruksystemen versterkt door lagedruksystemen in de Atlantische Oceaan, wat een specifieke weerssituatie creëert die het stof rechtstreeks naar Spanje voert. De studie laat zien dat deze specifieke weerspatronen vaker voorkomen en intenser zijn dan in het midden van de 20e eeuw.

Uiteindelijk bevestigt het werk dat de toename van Afrikaanse stofuitbraken over Spanje niet slechts een willekeurige fluctuatie is, maar een resultaat van de interactie tussen de opwarming van de aarde en verschuivende windpatronen. De lucht wordt warmer en droger, wat meer stof mobiliseert, terwijl de windpatronen veranderen om dat stof vaker te transporteren en langer op zijn plaats te houden. Deze combinatie betekent dat de regio's van het westelijke Middellandse Zeegebied te maken krijgen met een toekomst met frequentere en langer durende stofgebeurtenissen. Hoewel de studie niet beweert elk mysterie van de klimaatverandering te hebben opgelost, biedt het een robuuste, op gegevens gebaseerde verklaring voor een fenomeen dat lang is waargenomen maar slecht begrepen werd. De bevindingen suggereren dat, naarmate het klimaat zich blijft ontwikkelen, de stoffige luchten die ooit als zeldzame, dramatische gebeurtenissen verschenen, een meer algemeen en persistent kenmerk van het leven in Zuid-Europa kunnen worden.