Støvskålen i 1930'erne var en af de værste miljøkatastrofer i det 20. århundrede. Intenst støvstorme bankede ubarmhjertigt de sydlige store sletter i De Forenede Stater og udbrød alvorlige økologiske skader og tvang 2, 5 millioner mennesker til at forlade området og kræve unødvendige liv, hovedsageligt fra ”støv lungebetændelse.”
Forskning har vist, at denne katastrofe blev drevet af en kombination af alvorlige tørke og overdyrkede lande. I dag øger klimaændringer, der er drevet af menneskelige handlinger, forekomsten af tørke i flere regioner rundt om i verden.
Som forskere, der arbejder i krydset mellem miljømæssig sundhed, luftforurening og klimaændringer, ønskede vi at vide, hvordan stigende tørkeforhold og befolkningstilvækst i det sydvestlige USA kunne påvirke luftbårne støvniveauer og folkesundhed.
I en for nylig offentliggjort undersøgelse estimerer vi, at hvis verden forbliver på sin nuværende udledning af drivhusgasudledninger, kan stigende finstøvniveauer øge for tidlige dødsfald med 130 procent og tredobbelt hospitaliseringer på grund af eksponering for fint støv i denne region.
**********
Hvis de globale drivhusgasemissioner ikke reduceres kraftigt, projicerer videnskabsmænd, at det sydvestlige USA - allerede nationens hotteste og tørreste region - vil opleve hidtil uset "megadørke" i de kommende årtier.
Det er nu godt forstået, at kort- og langvarig eksponering for luftbårne partikler, herunder støv, udgør store sundhedsrisici. Virkningerne spænder fra øget indlæggelser på hospitalet til højere risiko for for tidlig død, primært på grund af hjerte-kar-respirationsforstyrrelser.
I vores undersøgelse henviser "støv" til jordafledte luftbårne partikler genereret af vinderosion eller menneskelige aktiviteter, såsom landbrug eller rejser på ikke-asfalterede veje. Eventuelle jordpartikler, der er mindre end 0, 05 millimeter - omtrent som bredden af et menneskehår - kan løftes op i luften. Vi fokuserede på partikler på mindre end 0, 0025 millimeter (2, 5 mikron), som samlet kaldes ”fine” partikler (PM). Partikler denne lille ophold i luften længere og forårsager den største skade på menneskers sundhed, da de kan trænge dybt ned i lungerne.
Tiår med epidemiologisk forskning har fast etableret en forbindelse mellem eksponering for fin PM og skadelige sundhedseffekter. Selvom der er behov for mere forskning for at skelne mellem styrken og virkningen af forskellige materialer, der udgør fin PM, der også inkluderer emissioner fra forbrænding af fossilt brændsel og andre industrielle kilder, tyder antydningen på, at støv er en betydelig bidragyder.
F.eks. Er kendt silica, der udgør omkring 60 procent af blæst ørkenstøv, årsag til kronisk lungebetændelse, lungekræft og autoimmune sygdomme. Støv kan også transportere jordbårne patogener og giftige forurenende stoffer over store områder. I det sydvestlige USA er støvepisoder blevet knyttet til udbrud af delfeber og arsenforgiftning.
Fine partikler er meget mindre end et menneskehår. (USEPA) **********
Den sydvestlige del af USA, hvoraf meget består af ørkener og tørområder, har nationens højeste niveauer af luftbåret støv. Det første spørgsmål, vi undersøgte, var, hvordan tørkeforhold, der forekommer i forskellige hydrologiske systemer, såsom jordoverflader, flodudledningsområder og oplagring af grundvand, har haft indflydelse på niveauer af luftbåret finstøv i de senere år.
Ved at analysere data indsamlet mellem 2000-2015 på 35 overvågningssteder i Arizona, Colorado, New Mexico og Utah, fandt vi, at år til år ændringer i fint støvniveauer observeret på hvert overvågningssted havde en tendens til at forekomme synkroniseret. Dette mønster antyder, at der er en eller flere almindelige årsager til ændringer i stor skala i niveauet for fint støv.
Faktisk fandt vi, at disse ændringer var betydeligt korrelerede med jordfugtighedsforholdene i det sydvestlige Nordamerika. År med højere end normalt fint støvniveauer blev også præget af tørrere end normal jordfugtighed i områder, der spænder over ørkenerne Chihuahuan, Mojave og Sonoran, de sydlige Great Plains og Colorado Plateau.
Undersøgelser har vist, at støvemissioner i disse regioner primært kommer fra ørkenområder, tør søesenge, tidligere brændte områder og lande, der er forstyrret af landbrugsaktiviteter og udvikling af fossilt brændstof. Vores fund er i overensstemmelse med tidligere feltundersøgelser, der viser, at jordfugtighed kan kontrollere støvemissioner ved at modulere vegetationsdækning og jordstabilitet.
I begyndelsen af juni 2018 påvirkede tørke 27 procent af de lavere 48 stater. (NIDIS) **********
I vores næste trin kvantificerede vi potentielle fremtidige ændringer i fint støvniveauer og tilknyttede konsekvenser for folkesundheden under to forskellige klimaforandringsscenarier, der blev anvendt i den femte vurderingsrapport fra regeringskontrollen om klimaændringer. Det såkaldte ”worst-case” -scenario i rapporten er kendetegnet ved uformindskede, stigende drivhusgasemissioner over tid. I ”bedst-tilfældet” -scenariet kræves dramatiske nedskæringer i emissionerne for at holde den globale opvarmning under to grader celsius.
Først brugte vi fremskrivninger af temperatur og nedbør i årene 2076-2095 fra et ensemble af 22 klimamodeller sammen med vores afledte støv-jord fugtighedsforhold til at kvantificere fremtidige ændringer i støv på grund af ændrede tørkeforhold under de to klimascenarier. Da der er variation mellem fremskrivninger af klimamodeller, giver det en stor gruppe af dem mulighed for at måle resultaternes robusthed.
Vi estimerede derefter de resulterende konsekvenser af folkesundheden ved at anvende forhold, der er trukket fra undersøgelser, der har kvantificeret stigninger i risikoen for for tidlige dødsfald og indlæggelser i repræsentative amerikanske befolkninger på grund af udsættelse for fin PM. I disse beregninger tog vi også højde for fremskrivninger af befolkningstilvæksten i det sydvestlige og ændrede sårbarhed over for sygdom.
Den 31. marts 2017 strækkede tykke støvfliser hundreder af kilometer fra det nordlige Mexico ind i Texas og New Mexico. Kilden syntes hovedsagelig at være landbrugsjord nær den mexicanske by Janos. (NASA Earth Observatory) Under det værst tænkelige scenarie - den vej, vi er i øjeblikket på - kunne fint støvniveauer i det sydvestlige øges med 30 procent ved udgangen af dette århundrede sammenlignet med nutidens værdier. Dette ville resultere i en stigning på 130 procent i for tidlige dødsfald og en stigning på 300 procent i hospitalsindlæggelser, der kan henføres til eksponering for fint støv.
Selv under det bedst mulige klimaforebyggende scenario projicerer vi, at fint støvniveauer i regionen kan stige med 10 procent. Denne stigning ville øge for tidlige dødsfald og hospitalsindlæggelser på grund af eksponering for fint støv med henholdsvis 20 procent og 60 procent sammenlignet med nutidens værdier.
Det er værd at bemærke her, at vi kun kiggede på den isolerede virkning af fremtidige tørkeforhold. Ændringer i andre faktorer, såsom vindhastighed og menneskelig arealanvendelse, kan forbedre eller dæmpe vores resultater.
**********
Andre forskere har fundet resultater, der ligner vores undersøgelse i andre dele af verden. For eksempel har forskere vist, at forekomsten af støvstorme i Kina og Saudi-Arabien er moduleret af regn eller jordfugtighed i de omkringliggende regioner, som inkluderer fjerntliggende ørkener og tørområder.
I dag udgør tørområder 41 procent af verdens samlede landareal og er hjemsted for omkring 2, 1 milliarder mennesker. I verdens nuværende bane for drivhusgasemissioner vil tørke intensiveres, og tørområder vil ekspandere i dele af Sydamerika, Afrika, Australien og Middelhavet. Vores fund fremhæver potentialet for klimaforandringer for at forværre luftkvalitetsproblemer i mange befolkede tørre regioner rundt om i verden - en af de mange trusler, som klimaforandringer udgør menneskers sundhed og velvære.
Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation.
Ploy Pattanun Achakulwisut, postdoktor, George Washington University
Loretta Mickley, seniorforsker i kemi-klimainteraktioner, Harvard University
Susan Anenberg, lektor i miljø- og arbejdsmiljø og global sundhed, George Washington University
