Como nascem as tempestades de areia? 🌪️

Por Juan Cuesta - Professor de Física, Laboratório Interuniversitário de Sistemas Atmosféricos (LISA), Universidade Paris-Est Créteil Val de Marne (UPEC)

É comum durante a primavera e o verão, na Europa, incluindo a França metropolitana, encontrar o carro coberto por uma fina camada de poeira branca ou amarelada, cuja origem é justamente uma tempestade de poeira no Saara.


As tempestades de poeira formam-se quando ventos fortes sopram sobre solos compostos por materiais "erodíveis" e "mobilizáveis", ou seja, suscetíveis à erosão pelo vento. Trata-se de um fenômeno muito comum nas vastas regiões desérticas, como o Saara, onde as tempestades se estendem por centenas ou milhares de quilômetros.

Na verdade, nos desertos, não são os grãos de areia que são levados pelo vento a longas distâncias, pois os grãos são relativamente pesados e caem no chão não muito longe do local de levantamento. De fato, o vento levanta os grãos de areia a apenas alguns centímetros ou metros de altitude para logo em seguida caírem no solo. Isso gera um impacto com os grãos presentes no chão, que acabam sendo fragmentados em partículas menores. Esse processo, denominado saltacion, produz grãos de poeira desértica muito mais leves, que caem muito lentamente devido ao efeito da gravidade.

Depois de serem levantadas, as poeiras podem permanecer suspensas no ar por vários dias e viajar assim com o vento por milhares de quilômetros, chegando até mesmo aos polos.

As tempestades de poeira têm efeitos importantes

As grandes quantidades de poeira levantadas no Saara desempenham um papel importante no clima e no sistema terrestre. Elas modificam fortemente os balanços energéticos da Terra ao refletir e absorver a luz solar e a radiação infravermelha. A absorção da luz pode aquecer significativamente o ar onde estão as poeiras, modificando assim a circulação dos ventos.

Quando se depositam no solo, as poeiras também são uma fonte essencial de minerais para os ecossistemas marinhos e terrestres. Além disso, as tempestades de poeira desértica degradam fortemente a qualidade do ar e a visibilidade no Norte da África, podendo afetar significativamente a saúde das populações dessas regiões devido ao agravamento das doenças respiratórias.

Como as tempestades nascem e evoluem

No centro do Saara, é no verão que as quantidades de poeira levantadas para a atmosfera são mais abundantes. As condições atmosféricas durante esse período são fortemente influenciadas pela chegada de umidade vinda do Golfo da Guiné pelos ventos associados à monção africana.

Essas massas de ar úmido ascendem quando encontram obstáculos, como montanhas, ou quando passam sobre solos muito refletivos, que produzem correntes ascendentes de ar. Isso desencadeia a formação de tempestades de grande magnitude, cujas precipitações resfriam bruscamente o ar ao evaporarem-se em contato com o ar muito quente do deserto. Bolsas de ar frio encontram-se em um ambiente muito quente – a diferença abrupta na densidade do ar entre as áreas quentes e frias induz ventos muito violentos.

São esses ventos que levantam as poeiras mobilizáveis no solo e formam gigantescos muros de poeira. Em suma, são as tempestades tropicais no deserto que dão origem a essas tempestades de poeira, que são chamadas de "haboobs", termo árabe que significa "vento forte".

Compreender essas tempestades a partir do espaço

Ainda sabemos relativamente pouco sobre o nascimento dessas tempestades: por um lado, elas são esporádicas e são desencadeadas por mecanismos dinâmicos complexos; por outro lado, as condições atmosféricas tornam as observações difíceis e os meios de investigação são muitas vezes bastante limitados nas regiões desérticas.


Nessas regiões, as observações por satélite desempenham um papel crucial, permitindo observar a quantidade de poeira levantada na atmosfera e seu percurso para outras regiões. No entanto, até o momento, as observações por satélite convencionais caracterizam apenas a distribuição bidimensional da poeira desértica através de um mapeamento horizontal feito por sensores passivos, que funcionam de forma semelhante às câmeras fotográficas de alta performance. Informações verticais, sobre a espessura da tempestade, podem ser obtidas utilizando um laser a bordo do satélite, mas isso só funciona diretamente sob a passagem do satélite – cada aquisição está espaçada por cerca de 2000 km de longitude.

A importância dos fenômenos 3D na evolução das tempestades

As tempestades de poeira atingem regiões muito diferentes dependendo de sua altitude, pois a intensidade e a direção dos ventos variam fortemente na vertical. Da mesma forma, os impactos das poeiras no ambiente também dependem fortemente de sua extensão vertical. Somente as poeiras próximas à superfície afetam diretamente as condições de vida das populações pela degradação da qualidade do ar e da visibilidade.

As poeiras podem se depositar na superfície, ou devido à gravidade quando estão em contato com o solo, ou por precipitação através das gotas de chuva. Os impactos no balanço energético da Terra e na circulação atmosférica localizam-se principalmente nas altitudes onde encontram-se as poeiras: estas absorvem a luz solar e, portanto, aquecem o ar ao seu redor.

Além disso, nosso conhecimento sobre os mecanismos de mistura vertical da poeira desértica no Saara é limitado, devido à falta de observações e às dificuldades em modelá-las através de equações ou ferramentas numéricas.

Pesquisas científicas recentes permitiram medir a distribuição tridimensional da poeira durante o nascimento das tempestades no coração do Saara, pela primeira vez a partir do espaço, principalmente na vasta tempestade de poeira sahariana ocorrida em junho de 2020, que atingiu o Caribe e, em seguida, os Estados Unidos.


Esses trabalhos baseiam-se em um método inovador desenvolvido no Laboratório Interuniversitário de Sistemas Atmosféricos, utilizando observações por satélite do sondador passivo IASI, que mede com alta precisão e detalhamento a intensidade da luz no infravermelho térmico, de acordo com o comprimento de onda, ou seja, a cor da luz. A grande vantagem do IASI é sua cobertura espacial: suas medições cobrem toda a superfície da Terra duas vezes por dia, enquanto um laser sonda a atmosfera apenas sob trilhas espaçadas de aproximadamente 2000 km em longitude.

Essas medições são sensíveis à distribuição vertical das poeiras e, ao mesmo tempo, muito detalhadas na horizontal. Assim, obtemos uma visão 3D da extensão das poeiras, o que permite compreender melhor os mecanismos dinâmicos que dão origem às tempestades de poeira no Saara durante o verão. Elas oferecem um grande potencial para estudar os mecanismos de mistura vertical da poeira desértica, bem como um meio original para melhorar a precisão dos modelos numéricos da distribuição 3D das poeiras.