Att förstå de unika egenskaperna hos den arabiska atmosfären har mycket att erbjuda global forskning. Förorening, väder, klimatförändring, Mänsklig hälsa, jordbruk och fiske påverkas alla av de suspenderade partiklarna i atmosfären som tillsammans kallas aerosoler. Detta är särskilt viktigt i Mellanöstern, som en del av jordens ökända dammbälte.

Saudiarabiens kung Abdullah universitet för vetenskap och teknik (KAUST) professor i geovetenskap och teknik Georgiy Stenchikov leder ett forskargrupp som tar fram viktiga insikter om de förändrade globala mönstren för aerosoler, särskilt de över Arabiska halvön. "Effekten av aerosoler är möjligen den minst förstådda aspekten av atmosfären, "sade Stenchikov. Den globala betydelsen av arbetet avslöjas av ett långsiktigt samarbete med NASA som kontinuerligt matar in data i NASA:s globala nätverk av atmosfärisk övervakning och analys.

Stenchikovs utmärkta karriär inom atmosfärvetenskap började i sitt hemland Ryssland följt av forsknings- och lärartjänster vid flera universitet i USA.Han var en del av ett team av internationella experter som bidrar till rapporterna från mellanstatliga panelen för klimatförändringar (IPCC), ett lag som tilldelades Nobels fredspris 2007.

En av grundarna av KAUST 2009, Stenchikov drogs delvis av möjligheten att studera vad han beskriver som "den helt unika atmosfären" ovanför den arabiska regionen. Det är unikt på grund av de höga och extremt varierande dammnivåerna som kastas upp från de omgivande öknarna, inklusive de i Afrika, kombinerat med starkt solljus för att driva fotokemi.

Samspelet mellan damm och ljus är huvudfokus för Stenchikovs forskning. Hans mål är att förstå och modellera effekten av damm på luftföroreningar både för att vägleda åtgärder för att mildra luftföroreningar och att studera dammets påverkan på många andra områden, från lokalt jordbruk och industri till globala klimatförändringar.

KAUST-teamet använder tre viktiga instrument för att mäta absorption och spridning av inkommande solstrålning av aerosoler i atmosfären:en robotbaserad markbaserad solfotometer som automatiskt skickar data till NASA:s Aerosol Robotic Network, omfattande övervakningsstationer runt om i världen; ett handhållet solfotometerinstrument, som har använts vid forskningskryssningar för att övervaka aerosoler över havet; och ett laserbaserat instrument som kan bygga en exakt bild av den vertikala fördelningen av aerosoler ovanför utvalda platser.

En anmärkningsvärd skeppsbaserad studie avslöjade en tydlig skillnad i dammets effekt på energibalansen i norra och södra Röda havet. Detta leder till ökad kylning av Röda havets yta i söder, som Stenchikov förväntar sig måste påverka produktiviteten för de fiske som är en viktig del av regionens ekonomi.

Forskarna har också upptäckt förändringar i luftföroreningsnivåer kopplade till förändrade mönster för dammgenerering och transport genom atmosfären. Ser längre bort, de har undersökt hur damm rör sig från Afrika till luften ovanför Arabiska halvön, föra näringsämnen in i Röda havets ekosystem och även påverka luftkvaliteten och total energibalans i regionen.

Bättre förståelse för damm och ljus kommer också att ligga till grund för utvecklingen av solenergiproduktionsteknik, som är en stor del av Saudiarabiens planer på att minska sitt beroende av olja. "Den arabiska öknen får tillräckligt med solenergi för att driva hela världen, "Stenchikov påpekade, men att veta var och hur damm kan hindra fånga en del av den energin är avgörande för att planera en soldriven framtid.

Stenchikovs grupp utvecklar sofistikerade datormodelleringsmetoder som kan representera och förutsäga dammflöden och deras effekter. Dessa kan användas för att samla in och verifiera data som erhållits från ett stort antal datakällor, inklusive satellitövervakning.

Modellerna kan appliceras på himmel långt från Stenchikovs bas vid KAUST. Till exempel, en modell av fotokemisk påverkan av aerosoler presenterades i en nyligen publicerad forskningsartikel om biomassabränning i Sydamerika. Denna studie avslöjade att till skillnad från enkel sot, brunt kol (organiska partiklar) kan interagera med solstrålning på ett sätt som minskar genereringen av luftföroreningar, inklusive ozon. Således, vissa effekter av förbränning av biomassa kan faktiskt lindra andra aspekter av luftföroreningar.

Stenchikov förklarade att effekterna av miljödamm är mycket komplexa:fördelarna inkluderar att leverera näringsämnen till grödor och fiske och avskärma viss skadlig UV -strålning, medan nackdelarna framgår av dess effekt på luftkvalitet och hälsa. "Dammets inflytande på atmosfärens energibalans och kemi är stort, och det är fortfarande mycket vi behöver förstå, sa Stenchikov.