Διεθνές πείραμα τον Απρίλιο στην Κρήτη για μελέτη της σκόνης από τις αφρικανικές ερήμους

Είναι γνωστό ότι η σκόνη από τις ερήμους μπορεί να ταξιδέψει σε μεγάλες αποστάσεις, όπως πολύ καλά γνωρίζει η Ελλάδα που κατά καιρούς σκεπάζεται από τη σκόνη της Σαχάρας. Οι επιστήμονες, όμως, δεν έχουν ακόμη κατανοήσει πλήρως τους μηχανισμούς που επηρεάζουν τα «ταξίδια» της σκόνης. Αυτούς ακριβώς τους μηχανισμούς θα επιχειρήσουν να φωτίσουν καλύτερα μέσα από ένα σημαντικό διεθνές πείραμα, το οποίο θα ξεκινήσει στην Κρήτη στις 5 Απριλίου και θα διαρκέσει περίπου ένα μήνα. Υπερσύγχρονα επίγεια όργανα, καθώς και ενάερια μέσα (drones και ένα αεροπλάνο της Γερμανικής Διαστημικής Υπηρεσίας) θα χρησιμοποιηθούν για τις μετρήσεις.

Το πείραμα, με την ονομασία Pre-TECT, διοργανώνεται από το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών (ΕΑΑ) και αποτελεί μια διεθνούς εμβέλειας ερευνητική εκστρατεία για την μελέτη της ερημικής σκόνης. Ο προηγμένος επιστημονικός εξοπλισμός που θα χρησιμοποιηθεί στο πείραμα, θα συγκεντρωθεί στο ατμοσφαιρικό παρατηρητήριο της Φινοκαλιάς στο νομό Λασιθίου, το οποίο λειτουργεί συνεχώς τα τελευταία 20 χρόνια από το Πανεπιστήμιο της Κρήτης. Επιστημονικός υπεύθυνος του πειράματος Pre-TECT είναι ο ερευνητής του Ινστιτούτου Αστρονομίας, Αστροφυσικής, Διαστημικών Εφαρμογών και Τηλεπισκόπησης (ΙΑΑΔΕΤ) του ΕΑΑ Βασίλης Αμοιρίδης, ο οποίος μίλησε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ για το πείραμα.

Στο Pre-TECT (http://pre-tect.space.noa.gr/) συμμετέχει ένας μεγάλος αριθμός Ινστιτούτων, Πανεπιστημίων και ερευνητικών οργανισμών (περίπου 25), μεταξύ των οποίων το γερμανικό Ινστιτούτο Τροποσφαιρικής Έρευνας της Λειψίας (TROPOS), το Εθνικό Συμβούλιο Ερευνών της Ιταλίας (ΙΜΑΑ/CNR), το Ινστιτούτο της Κύπρου (CyI), το ρουμανικό Ινστιτούτο Οπτοηλεκτρονικής (INOE), το Φινλανδικό Μετεωρολογικό Ινστιτούτο, το γαλλικό Πανεπιστήμιο της Λιλ, τo ελβετικό Φυσικό Μετεωρολογικό Παρατηρητήριο του Νταβός (PMOD-WRC), η Σχολή Γεωεπιστημών και Επιστημών της Ατμόσφαιρας του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου της Τζόρτζια (Georgia Tech-ΗΠΑ) και η βρετανική Μετεωρολογική Υπηρεσία (UK Met Office).

Παράλληλα με τις κυρίως ερευνητικές δράσεις του Pre-TECT, θα διεξαχθούν εκπαιδευτικές δραστηριότητες υπό τη μορφή Θερινού Σχολείου, στο πλαίσιο του προγράμματος επιμόρφωσης και ανταλλαγής τεχνογνωσίας Η2020-TWINNING ECARS. Αναμένεται η άφιξη περισσοτέρων από 50 καθηγητών, ερευνητών και φοιτητών από διάφορες χώρες. Στο πλαίσιο του Pre-TECT, θα χρησιμοποιηθούν ερευνητικές υποδομές αιχμής για την τηλεπισκόπηση της ατμόσφαιρας. Συγκεκριμένα, προβλέπεται η συνεχής λειτουργία του προηγμένου συστήματος lidar PollyXT του ΕΑΑ για την τηλεπισκόπηση των αιωρούμενων σωματιδίων. Επιπλέον, θα λειτουργήσει για πρώτη φορά στην Ελλάδα το υπερσύγχρονο ραντάρ Doppler Cloud Radar MIRA-35 για την τηλεπισκόπηση των νεφών, καθώς και καινοτόμες διατάξεις για τη μέτρηση του ?προφίλ’ των πεδίων του ανέμου (HALO wind lidar).

Ακόμη, θα λειτουργούν παράλληλα φωτόμετρα/πυρανόμετρα υψηλής διακριτικής ικανότητας (CIMEL, PSR, CMP), καθώς και ο προηγμένος σταθμός επιφανειακών επιτόπιων μετρήσεων του Πανεπιστημίου Κρήτης. Την ατμοσφαιρική εικόνα κατά τη διάρκεια του Pre-TECT θα συμπληρώσουν οι εναέριες μετρήσεις υπερσύγχρονων μη επανδρωμένων σκαφών (drones), καθώς και ενός αεροπλάνου τύπου Falcon της Γερμανικής Διαστημικής Υπηρεσίας (DLR). Το πείραμα χρηματοδοτείται από το Αστεροσκοπείο Αθηνών και από μέρος της δωρεάς του Ιδρύματος Σταύρος Νιάρχος προς το ΕΑΑ. Την προσπάθεια υποστηρίζει επίσης η ναυτιλιακή εταιρεία ΑΝΕΚ Lines, που χορηγεί τα έξοδα μεταφοράς του εξοπλισμού και της επιστημονικής ομάδας του Αστεροσκοπείου. Ακόμη, η συμμετοχή των 25 φορέων και οι πτήσεις της DLR υποστηρίζονται οικονομικά από τις ευρωπαϊκές υποδομές ACTRIS και EUFAR.

Κυνηγώντας τα αιωρούμενα σωματίδια

Όπως δήλωσε στο Αθηναϊκό και Μακεδονικό Πρακτορείο Ειδήσεων ο υπεύθυνος του πειράματος Β.Αμοιρίδης, «η πειραματική εκστρατεία Pre-TECT αφορά στη μελέτη των άγνωστων μηχανισμών που επηρεάζουν τη μεταφορά της ερημικής σκόνης από τις ερήμους σε απομακρυσμένες περιοχές. Επιπλέον, το πείραμα θα επικεντρώσει στις φυσικο-χημικές ιδιότητες της σκόνης, όπως και στους ρυθμούς απόθεσής της στο έδαφος. Τα δεδομένα που θα συλλεχθούν, θα χρησιμοποιηθούν για την εκτίμηση των επιπτώσεων της μεταφερόμενης ερημικής σκόνης στο ηλιακό δυναμικό, στο σχηματισμό νεφών και στην κλιματική αλλαγή».

Οι επιδημιολογικές έρευνες της τελευταίας δεκαετίας έχουν τεκμηριώσει ότι τα αιωρούμενα σωματίδια είναι υπεύθυνα για αυξημένη αναπνευστική και καρδιαγγειακή νοσηρότητα, αλλά και για τη συρρίκνωση του προσδόκιμου επιβίωσης, καθώς και για την πρόκληση πολλών πρόωρων θανάτων. Επίσης, υπάρχουν επιπτώσεις της σκόνης στο κλίμα και στο περιβάλλον μιας περιοχής. Για παράδειγμα, όπως αναφέρει ο κ.Αμοιρίδης, «η απόθεση της σκόνης στους ωκεανούς και στο έδαφος έχει επίπτωση στην αλιεία και στη γεωργία αντίστοιχα. Η βελτίωση της γνώσης μας σχετικά με το ρόλο της σκόνης στο σχηματισμό των νεφών και της βροχής θα έχει μεγάλη επίπτωση επίσης στην προγνωστική μετεωρολογία». Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι η ευρύτερη περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου και ιδιαίτερα ο Ελλαδικός χώρος αποτελεί σταυροδρόμι διαφορετικών αερίων μαζών, με σοβαρές συνέπειες στη δημόσια υγεία, στα οικοσυστήματα και στο επίπεδο των συντελούμενων κλιματικών αλλαγών.

Σύμφωνα με τον κ. Αμοιρίδη, «η Ελλάδα δέχεται την ισχυρή επίδραση από τις εκτεταμένες έρημους της Βόρειας Αφρικής, όπως η Σαχάρα και το Σαχέλ, από τις οποίες μεταφέρονται τεράστιες ποσότητες σκόνης με αυξημένη συχνότητα την άνοιξη. Το γεγονός αυτό οξύνει τα ήδη επιβαρυμένα επίπεδα αιωρούμενων σωματιδίων από τις ανθρωπογενείς δραστηριότητες, κυρίως στις αστικές περιοχές. Επιπλέον, μια σειρά επιστημονικών εργασιών καταδεικνύουν ότι τους καλοκαιρινούς κυρίως μήνες παρατηρείται ιδιαίτερη αύξηση των επιπέδων του όζοντος, αύξηση που οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στην μεταφορά του ρύπου αλλά και προδρόμων αυτού ενώσεων από την Κεντρική-Δυτική και την Ανατολική Ευρώπη».

Πρόσφατα το Ευρωπαϊκό Ίδρυμα Ερευνών (ERC) επέλεξε να χρηματοδοτήσει τον κ.Αμοιρίδη με δύο εκατομμύρια ευρώ, χορηγώντας του μια σημαντική «επιχορήγηση εδραίωσης» (Consolidating Grant) για να υλοποιήσει ένα πενταετές ερευνητικό πρόγραμμα με την ονομασία D-TECT («Does dust triboelectrification affect our climate?»). Το Pre-TECT αποτελεί ουσιαστικά ένα πρόγραμμα προετοιμασίας του προγράμματος ERC D-TECT. Το τελευταίο, που αναμένεται να ξεκινήσει φέτος το Σεπτέμβριο, φιλοδοξεί να ανακαλύψει τους άγνωστους μηχανισμούς που ευθύνονται για τη μεταφορά της ερημικής σκόνης σε μεγαλύτερες από τις αναμενόμενες αποστάσεις.

Όπως λέει ο κ.Αμοιρίδης, «είναι εντυπωσιακό το γεγονός ότι συνάδελφοι ερευνητές στην Αμερική έχουν καταγράψει σωματίδια Σαχαριανής σκόνης στα νησιά Μπαρμπέιντος, των οποίων το μέγεθος δεν δικαιολογείται με τις γνώσεις κλασσικής δυναμικής. Στο D-TECT θα προσπαθήσουμε να ανακαλύψουμε τους μηχανισμούς που προωθούν τη σκόνη σε μεγαλύτερες από τις αναμενόμενες αποστάσεις από τις πηγές. Η βασική υπόθεση εργασίας μας αφορά στην ύπαρξη ενός ατμοσφαιρικού ηλεκτρικού πεδίου στις υπερυψωμένες στρωματώσεις της σκόνης, που προέρχεται από την κρούση των σωματιδίων διαφορετικών μεγεθών μεταξύ τους».