خاک معلق

در نتیجه اقدامات کشاورزی ناپایدار که مهم‌ترین عامل در افزایش طوفان‌های گردوغبار است، مناطق وسیعی از مناطق خشک و نیمه‌خشک آمریکا، آفریقا، استرالیا، خاورمیانه و آسیای مرکزی روبه‌زوال هستند. این امر به تخریب زمین و بیابان‌زایی در سطح وسیعی منجر شده و توانایی اکوسیستم‌ها را برای مقاومت حتی در دوره‌های کوتاه خشکسالی کاهش می‌دهد. ذرات خاک معلق در هوا، که معمولاً به عنوان گردوغبار شناخته می‌شوند، خطرات بی‌شماری برای سلامت انسان و محیط زیست و ایمنی حمل‌و‌نقل در سراسر جهان به همراه دارند. گردوغبار از طریق فرآیندهای مکانیکی مانند فرآیندهای بادی طبیعی (فرسایش بادی) و فرآیندهای ناشی از فعالیت‌های انسانی (مانند وسایل نقلیه، شیوه‌های استفاده از زمین) ایجاد می‌شود. گردوغبار نوعی ذرات معلق در هواست که به عنوان یک آلاینده هوا در دسته‌های PM10 و PM2.5 قرار می‌گیرد (ذرات به ترتیب با قطر کمتر از 10 و 5 /2 میکرون). گردوغبار موجب رسوب مواد مغذی مانند فسفر (P) و آهن (Fe) می‌شود که موجب تحریک بهره‌وری دریایی و زمینی می‌شود؛ مانند حوضه آمازون. با این حال، قرار گرفتن در معرض ذرات گردوغبار با اثرات نامطلوب سلامتی، به ویژه مرگ‌ومیرهای قلبی-عروقی و بیماری‌های تنفسی از جمله آسم و اثرات سلامتی مرتبط است.

گردوغبار علاوه بر سلامت انسان، سلامت محیط را نیز از طریق مواد مغذی که فیتوپلانکتون‌ها را افزایش می‌دهند، آلاینده‌هایی که میزان سلامت آب آشامیدنی را کاهش و غذا را تحت تاثیر قرار می‌دهند، انتشار پاتوژن‌ها یا عوامل بیماری‌زای گیاهی و دریایی، مبتلا کردن حیوانات اهلی و وحشی به بیماری‌هایی مانند «تب دره»، پخش کردن فلزات سنگین و میکروپلاستیک‌ها و کاهش جذب انرژی خورشیدی و بادی، تهدید می‌کند.

قاره آمریکا و فراتر از آن

ریسک‌های مرتبط با مخاطرات گردوغبار اغلب نادیده گرفته می‌شوند، شکافی میان دانش علمی و آگاهی عمومی، که می‌تواند برای جوامع آسیب‌دیده پرهزینه باشد. در این قسمت به بررسی منابع انتشار و ویژگی‌های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیک ذرات خاک معلق در هوا (گردوغبار) و اثرات آنها بر سلامت و ایمنی انسان و محیط زیست در آمریکا می‌پردازیم. گردوغبار آمریکا هم از منابع محلی (غرب ایالات‌متحده، شمال مکزیک، پرو، بولیوی، شیلی و آرژانتین) و هم از حمل‌ونقل دوربرد از آفریقا و آسیا سرچشمه می‌گیرد. قرار گرفتن انسان در معرض گردوغبار با اثرات نامطلوب سلامتی از جمله آسم، آلرژی، عفونت‌های قارچی و مرگ زودرس همراه است. یکی از آثار مستند و قابل توجه گردوغبار ناشی از خاک در قاره آمریکا، ارتباط آن با کوکسیدیوئیدومیکوزیس است که معمولاً به عنوان «تب دره» شناخته می‌شود، عفونتی که در اثر استنشاق قارچ‌های موجود در خاک منحصربه‌فرد در این منطقه ایجاد می‌شود.

اثرات اجتماعی و اقتصادی طوفان‌های گردوغبار فراتر از پیامدهای سلامت عمومی است. طوفان‌های گردوغبار از جمله خطرات ایمنی حمل‌ونقل زمینی شناخته‌شده هستند. پس از گرمای شدید و سیل، گردوغبار ناشی از باد سومین علت مرگ‌ومیر ناشی از آب‌وهوا در آریزوناست که در اثر آن، 157 نفر بین سال‌های 1955 تا 2011، در حوادث ناشی از گردوغبار جان خود را از دست داده و 1324 نفر مجروح شده‌اند. طوفان‌های گردوغبار کوچک، کوتاه‌مدت و در مقیاس محلی مسوول اکثر تصادفات مرگبار در بزرگراه‌ها هستند، اما تشخیص و پیش‌بینی آنها بسیار دشوار است. در مورد حمل‌ونقل هوایی، گردوغبار یک خطر و نگرانی روبه‌رشد در هوانوردی نظامی و غیرنظامی است. طوفان‌های گردوغبار، ارزش‌های تفریحی مناظر و عملکرد نیروگاه‌های خورشیدی و بادی را کاهش داده و پاتوژن‌ها (عوامل بیماری‌زا)ی کشاورزی و انسانی را گسترش می‌دهند؛ که همگی به اقتصادهای محلی و منطقه‌ای آسیب می‌رسانند. از دست دادن مواد مغذی خاک از طریق فرسایش باد و آب هر سال بین هشت تا 10 میلیارد دلار برای کشاورزی ایالات‌متحده هزینه دارد.

در دهه 1930، ایالات‌متحده یکی از بدترین فجایع زیست‌محیطی تاریخ خود را تجربه کرد؛ «کاسه گردوغبار»، دوره‌ای از طوفان‌های گردوغبار بزرگ ناشی از خشکسالی طولانی، بادهای تند و مدیریت ضعیف زمین. طوفان‌های گردوغبار مزارع را مدفون کرد و صدها هزار کشاورز مجبور به ترک خانه‌های خود و مهاجرت به شهرها و ساحل غربی شدند. درس‌های آموخته‌شده از کاسه گردوغبار امروزه نه‌تنها برای حفاظت از خاک، بلکه برای سلامت عمومی نیز کاربرد دارد. اصطلاح «ذات‌الریه گردوغبار» (گیتس، 1938) برای اشاره به بیماری تنفسی ترسناک و مرموزی که بسیاری از افراد در کاسه گردوغبار در معرض آن بودند ابداع شد؛ «برونشیت گردوغبار» بعدتر به عنوان یک وضعیت مرتبط و شاید مناسب‌تر وارد ادبیات پزشکی شد.

شیوه‌های استفاده از آب، آب را از دریاچه‌ها و رودخانه‌ها منحرف کرده و این توده‌های آبی را خشک می‌کند، که به افزایش تولید گردوغبار از بستر دریاچه‌های خشک‌شده منجر می‌شود. دریاچه (خشک‌شده) اوونز در کالیفرنیا یکی از شناخته‌شده‌ترین نمونه‌ها در قاره آمریکاست. این دریاچه که در اثر هدایت آب به لس‌آنجلس خشک شده، مدت‌هاست که سطوح قابل توجهی از ذرات معلق را تولید می‌کند که اغلب از استانداردهای کیفیت هوا که از سوی آژانس حفاظت از محیط‌زیست ایالات متحده (EPA) تعیین شده است فراتر می‌رود. خشک شدن مشابه دریاچه سالتون و دریاچه نمک بزرگ، با افزایش انتشار گردوغبار از بستر خشک این دریاچه‌ها همراه است. علاوه بر افزایش ذرات معلق، انتشار گردوغبار همچنین بر میزان آلاینده‌های گازی هوا از جمله ازون تاثیر می‌گذارد.

آسیای مرکزی

بیش از 80 درصد از حدود 400 میلیون هکتار خاک آسیای مرکزی از بیابان‌ها و استپ‌ها تشکیل شده است که همراه با تغییرات آب‌وهوایی و خشکسالی‌های طولانی‌مدت، منبع طبیعی طوفان‌های شن و گردوغبار را نشان می‌دهد. شیوه‌های ناپایدار کشاورزی، آبیاری و چرای دام، معدن‌کاری و سایر فعالیت‌های ساختمانی، شرایط را برای تشکیل منابع گردوغبار انسان‌منشا ایجاد می‌کند. خشک شدن دریای آرال -دریاچه‌ای در مرز میان قزاقستان و ازبکستان- به گسترش 5/5 میلیون هکتار بیابان شور منجر شد که منبع 100 میلیون تن گردوغبار و نمک سمی است.

اثرات گردوغبار اغلب چندوجهی و فراملی است. گفته می‌شود که نمک‌های منطقه دریای آرال، در امتداد سواحل قطب جنوب، یخچال‌های طبیعی در گرینلند، جنگل‌های نروژ و سایر مناطق در سراسر جهان شناسایی شده‌اند. با وجود افزایش فراوانی گردوغبار در منطقه و تاثیر اقتصادی روبه‌رشد آن، کشورهای آسیای مرکزی سیستم‌های پیش‌بینی، هشدار زودهنگام و نظارت ملی بر گردوغبار و طوفان شن را ندارند. این موضوع مانع از تبادل داده میان کشورهای مبدا و مقصد گردوغبار می‌شود و تلاش‌ها برای کاهش آن را تضعیف می‌کند.

کشورهای آسیای مرکزی آسیب‌پذیر و در معرض خطر گردوغبار هستند، به طوری که نزدیک به 5 /6 میلیون نفر یا 9 درصد از کل جمعیت آنها در مناطقی زندگی می‌کنند که بیشترین آسیب‌پذیری را دارند. مساحت کل مناطق آسیای مرکزی که مستعد خطر متوسط و زیاد وقوع گردوغبار و طوفان شن است، در مجموع به 85 میلیون هکتار می‌رسد. طوفان شن و گردوغبار و همچنین نمک و مواد سمی باعث بیماری‌های تنفسی و چشمی می‌شود و به ویژه برای زنان باردار، کودکان خردسال و افراد بالای 65 سال مضر است. انتقال گردوغبار همچنین بر یخچال‌های طبیعی تاثیر می‌گذارد و باعث افزایش ذوب یخ‌ها در آسیای مرکزی می‌شود، به‌ویژه در کوه‌های تیان شان و پامیر، که یخچال‌های آنها در سطوح گسترده‌ای در معرض رسوب گردوغبار قرار دارند (مرکز توسعه مدیریت اطلاعات بلایای طبیعی آسیا و اقیانوسیه، 2021).

کشورهای آسیای مرکزی کنوانسیون‌ها و موافقتنامه‌های بین‌المللی زیست‌محیطی مهمی را تصویب کرده‌اند که ابزار جهانی برای رسیدگی به خطرات و تهدیدات زیست‌محیطی و اجتماعی-اقتصادی هستند. برنامه‌های اقدام ملی برای انجام تعهدات تحت این موافقتنامه‌های بین‌المللی، اما با حداقل همکاری منطقه‌ای، تدوین و اجرا شده است. چشم‌انداز بلندمدت استراتژی منطقه‌ای برای مدیریت طوفان‌های شن و گردوغبار در آسیای مرکزی برای سال‌های 2021 تا 2030 کاهش آسیب‌پذیری کشورها و جوامع آسیای مرکزی در برابر اثرات گردوغبار، با کاهش منابع فعال و برنامه‌ریزی برای اقدامات پیشگیرانه در مناطق مقصد است. استراتژی منطقه‌ای به چالش‌هایی می‌پردازد که کشورهای منطقه (قزاقستان، قرقیزستان، تاجیکستان، ترکمنستان و ازبکستان) با آن مواجه هستند و با تغییرات اقلیمی و فعالیت‌های انسانی که اثرات منفی گردوغبار را تشدید می‌کند، مرتبط است. کارشناسان این کشورهای آسیای مرکزی همچنین با نگرانی به تاثیر فاجعه دریای آرال و تشکیل صحرای آرالکوم بر افزایش فراوانی طوفان‌های شن و گردوغبار و خشکسالی در منطقه اشاره می‌کنند.

خاورمیانه

گردوغبار زیاد در هوا می‌تواند فعالیت‌های روزانه را مختل و سلامت انسان را تهدید کند. در می 2022، طوفان‌های گردوغبار بزرگ متوالی در خاورمیانه رخ داد که به اثرات شدید زیست‌محیطی، اجتماعی و بهداشتی منجر شد.

گسترش مناطق خشک در جهان -ناشی از گرم شدن هوا- به افزایش فعالیت گردوغبار منطقه‌ای و جهانی منجر می‌شود. این امر به ویژه در خاورمیانه صدق می‌کند، جایی که مناطق منبع گردوغبار در چند دهه اخیر، به ویژه در عراق، سوریه، اردن و عربستان سعودی به شکل بسترهای خشک رودخانه‌ها (وادی‌ها) و دریاچه‌ها پدید آمده‌اند. علاوه بر افزایش بیابان‌زایی، خشکسالی‌ها در خاورمیانه در دهه‌های اخیر، به ویژه در عراق و سوریه که منابع اصلی گردوغبار در آنها قرار دارند، مکرر و شدیدتر شده‌اند. در واقع، دو دوره خشکسالی شدید در سال‌های 2000 تا 2001 و 2007 تا 2012 موجب کاهش 52درصدی آب و افزایش 14 تا 37درصدی انتشار طوفان‌های شن و گردوغبار در خاورمیانه -بیشتر در سوریه و عراق و در بخش‌هایی از ایران و ترکیه- نسبت به دوره قبل از 2020 شد.

از آنجا که گردوغبار می‌تواند به وسیله بادها به مناطق دیگر منتقل شود، می‌تواند مناطق بسیار بزرگ‌تر از خود منطقه منتشرکننده غبار را تحت تاثیر قرار دهد. به عنوان مثال، گردوغبار ساطع‌شده در سوریه و عراق به وسیله بادهای شمال که شهرهای بزرگی مانند ابوظبی، دوبی و مسقط را تحت تاثیر قرار می‌دهد، به سمت جنوب شرقی منتقل شده و با گردش هوا می‌تواند به شرق آسیا و اقیانوس آرام منتقل شود. ذرات معلق گردوغبار همچنین می‌توانند با ابرها تعامل داشته و گردش اتمسفر را تغییر دهند. دومی می‌تواند سیستم‌های موسمی، فعالیت طوفان‌های استوایی و گردش منطقه‌ای را به ویژه در مناطق نزدیک به منبع که مقدار گردوغبار در جو هنوز زیاد است، تغییر دهد.

آسیای شرقی

ذرات غبار عمدتاً در نیمکره شمالی منتشر می‌شوند و در نیمکره جنوبی تقریباً نامرئی هستند. در سرتاسر جهان، منابع اصلی ذرات معلق گردوغبار از صحرای ساهارا در شمال آفریقا و شرق آسیا گرفته تا بستر دریاچه‌های خشک صحرای عربستان سعودی پراکنده هستند. ذرات معلق گردوغبار موجود در جو با برهم‌کنش با تشعشعات خورشیدی و مشارکت در تشکیل ابر، تاثیر عمیقی بر سیستم آب‌وهوایی دارند. 

چین به دلیل موقعیت خاص جغرافیایی خود از گذشته تحت تاثیر آلودگی گردوغبار قرار گرفته است. هر سال میلیون‌ها تن گردوغبار آسیایی از مناطق بیابانی و «صحرای گوبی» به مناطق پایین‌دست منتقل می‌شود و کشورهایی مانند چین، ژاپن و کره را تحت تاثیر قرار می‌دهد و حتی از اقیانوس عبور کرده و مدار کامل را در سراسر جهان تکمیل می‌کند. روند مکرر گردوغبار ارتباط نزدیکی با بیابان‌زایی جدی در شرق آسیا در قرن گذشته دارد. به عنوان مثال، در نیمه دوم قرن بیستم، چین روندی افزایشی از بیابان‌زایی را تجربه کرد. از دهه 1950 تا اواسط دهه 1970، متوسط نرخ گسترش بیابان‌زایی، 1560 کیلومترمربع در سال بود. از سال 1976 تا 1988 به 2100 کیلومترمربع در سال رسید و از سال 1998 تا 2000 این میزان به 13600 کیلومترمربع در سال افزایش یافت. در سال 2004 جنگل‌کاری مداوم در چین وضعیت بیابان‌زایی خاک را معکوس کرد؛ با این حال، بر اساس گزارش توسعه حاکمیت زیست‌محیطی چین که در سال 2019 منتشر شد، بیابان‌زایی همچنان بیش از یک‌چهارم مساحت چین را به دلیل پایگاه بزرگ بیابانی تهدید می‌کند.