何年もの間、科学者たちは、多くの砂漠地帯を横切る砂嵐や砂塵の悪魔、つまり汚れた旋風内の電界が急速に変化していることに気付いてきました。これらのフィールドが嵐のサイズをどのように変えるのか疑問に思う人さえいましたが、誰も測定を行っていませんでした.現在、西サハラでのこの種のものとしては初めてのフィールド テストにより、風に吹かれた砂粒が互いにこすり合わされて生成されたフィールドが、以前に認識されていたよりもはるかに効果的に砂漠の塵を巻き上げ、風のみよりも大きくて長く続く嵐を生み出すことが明らかになりました。
ミシガン大学アナーバー校の大気科学者 Nilton Renno は次のように述べています。彼は新しい研究には関与していません。 「しかし、データでこれほど明確に効果が見られるとは思っていませんでした。」
風が砂とほこりの多い表面を横切って吹き始めると、最も軽い粒子が最初に移動するわけではありません。これは、ほこりの多くが大きな粒子に付着しているか、粒子の間に挟まれているためです。しかし、砂粒が表面を横切って跳ね始めると、砂粒は他の粒にぶつかり、ほこりを振り払い、地面のすぐ上の空気中に上昇します.跳ねたり押しつぶされたりすると、静電気が発生します。これは、カーペットの上で足を引きずるような地質学的バージョンです。
これが起こると、より大きな砂粒は通常、より軽いダスト粒子に電子を失い、ダストに負の電荷を与えます.ほこりの粒子はより容易に空中に吹き飛ばされますが、正に帯電した砂粒は通常、地面近くにとどまります。その電荷の分離は、まだ砂粒に結合しているほこりの一部を帯電させるのに役立つ可能性のある電界を作成し、その結果、さらに多くのほこりを空気中に押し上げます.
以前の研究では、砂嵐の初期段階で生成された電場がその影響を与えることが示唆されていましたが、この考えを裏付ける電場測定を行った人は誰もいなかったと、イタリアのナポリにある国立天体物理学研究所の惑星科学者 Francesca Esposito は述べています。そこで彼女と彼女の同僚たちはまさにそれを実行しようと試みました。モロッコ南東部の広く平らな場所に、風速、温度、湿度、気圧、太陽光の強さを常時測定する気象観測所を設置しました。追加のセンサーは、地上 2 メートルの電界を測定しました。チームは、2013 年と 2014 年のサハラ砂塵嵐シーズンの最盛期にデータを収集しました。
計器は、いくつかのダストストームとダストデビルを記録しました。そして、これらのイベントのそれぞれで、電場は通常よりも強くなり、多くの場合、ほんの数秒で、砂粒の動きが静電気を発生させるという考えを補強しました.しかし、データは別の傾向も示しました。風が特定の速度を超えて吹くと、予想される量の 10 倍もの粉塵が地面から上昇したと、研究者は Geophysical Research Letters でオンラインで報告しています。 .いずれの場合も、上昇は非常に急速であり、粉塵の放出と電場が互いに補強し合っていることを示唆していると、エスポジートは言います。
2008 年にこのような粉塵を促進するフィードバック ループを示唆する論文を共同執筆した Renno は、カリフォルニア州のオーエンズ湖でのフィールド調査で同様の現象を見ていると述べています。場合によっては、電場の方向が Esposito と彼女の同僚が測定したものとは異なる場合があります。おそらく、2 つの場所で異なる鉱物が砂とほこりを構成しているためだとレンノは言います。
この発見は、気候科学者にとって恩恵となるかもしれません。大気中の塵は気候に強力な影響を与える可能性があり、太陽光を吸収し、一部の高度で大気を暖めながら、その下にある空気の層を覆い、冷却します。現在の気候モデルにおける最大の不確実性のいくつかは、大気中のダスト粒子のサイズと数の広範囲にわたる推定に起因しています。これらのモデルの多くは、気象条件に基づいて大気中の塵粒子のサイズと数を推定しますが、電界の影響は含まれていません。モデルの不確実性を減らすことで、気候のより良い長期評価につながる可能性がある、と Esposito は言います。
