Dalfeber är ett farligt hot mot människors hälsa - och fall ökar i det torra sydvästra USA, som vind från ökande dammstormar kan transportera svampsporerna som orsakar sjukdomen. Dalfeber orsakas av Coccidioides-svampen, som växer i smuts och åkrar och kan orsaka feber, utslag och hosta. Med hjälp av NASA -forskning och satellitdata, Världsmeteorologiska organisationen förädlar sitt sand- och dammstormvarningssystem för att hjälpa till att förutse var dammrisken är störst.

George Mason Universitys Daniel Tong, en av de första forskarna som upptäckte sambandet mellan dammstormar och dalfeber, leder ett NASA-finansierat team för att spåra den luftburna spridningen av dalfeber över USA för första gången.

Det finns cirka 15 tusen fall av dalfeber i USA varje år, och cirka 200 dödsfall, enligt U.S. Centers for Disease Control (CDC). Finansierat av NASA:s Earth Science Division, Tongs team hjälper till att spåra sjukdomsrisker för epidemiologer, vårdgivare och beslutsfattare inom folkhälsan.

"Vår tidning var den första som avslöjade det positiva sambandet mellan dammstormar och Valley-feber, " sa Tong. "Så nu ställer vi frågan:Hur kan vi upptäcka det där dammet i luften?"

Tong och hans team kombinerar NASA-satellitdata och avancerad datormodellering med hemgjorda dammfångare gjorda av pannor för att baka kakor och kulor. Tidigare, dammprovtagning på plats var endast tillgänglig via dyra monitorer, som de som används av CDC. När de behövde fler sensorer för att täcka exponering över ett brett område, laget insåg att de kunde utveckla sina egna metoder för att fånga upp luftburet smuts för en bråkdel av kostnaden.

En sådan metod går ut på att fylla en köpt ugnsform-den typ som används för att baka en hemlagad födelsedagstårta-med marmor. När vinden passerar över kulornas ojämna yta, det avbrutna flödet gör att luften släpper ut damm och sporer som den bär på. När sedimentet faller genom marmorlagren till botten av pannan, den är skyddad från att plockas upp av vinden igen, förvaras säkert tills forskarna kommer för att samla in flera veckors prover åt gången.

Dammproverna skickas till George Mason University i Fairfax, Virginia, med forskningsstöd från George Mason Universitys Institute for a Sustainable Earth. Det är ett av få institut i landet som kan utföra DNA-sekvensering för att identifiera Coccidioides-svampen i damm.

Medan teamet samlar in data på marken, NASA -satelliter jobbar hårt för att få utsikten ovanifrån. Tongs team använder data från Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) instrument ombord på NASA -satelliterna Terra och Aqua. Dessa data visar troliga livsmiljöer för denna svamp eftersom de övervakar vegetation och markfuktighet, avslöjar var förutsättningarna är mogna för svamptillväxt och spridning av torrt damm.

För närvarande använder teamet den informationen om lokal växttillväxt som ett mått för att identifiera troliga dammkällor. De arbetar för att belysa de fysiska och biologiska processerna för svampens spridning, vilket Tong säger är viktig information för forskare och hälsovårdstjänstemän att ha. Men det är lättare att spåra dammstormars rörelse genom luften med hjälp av NASA:s jordobservationsinstrument – ​​som MODIS – som också kan upptäcka ljuset som reflekteras från de små partiklarna när de svepas över landet. Dessa sanna färgdammsobservationer från MODIS hjälpte till och med att "träna" modeller som utvecklats av teamet för att bedöma hur frekvensen av dammstormar förändras.

"Vi har en satellitutbildad algoritm utvecklad med stöd från NASA för att titta på långsiktiga data från dammstormar, " Tong said. "We were surprised to see dust storms in the American southwest increasing 10 times faster than the global level over the last few decades, causing increasing risk to local communities."

Through the 1930s, dust storms in the Western U.S. famously destroyed farms and forced families to abandon homes. "Climate change is bringing that threat back, " warned Tong. "Global climate models predict the west and southwest will become drier and drier, meaning we could have dust bowls—plural."

Tong says that with more dust storms there will be more instances of Valley fever. For reasons that are not well understood, some people are more susceptible to the effects of Valley fever than others. Only 40 percent of people infected have symptoms, and 8 percent of those go to the hospital. "There's no vaccine—the fungus lives with you for the rest of your life, " said Tong. "Those infected are paying about US $50, 000 per hospital visit, and a quarter of those people have to go ten times or more."

Tong's team collaborates with the federal CDC as well as state and local public health officials in New Mexico, California and Arizona. As the threat of Valley fever rises, local health officials hope Tong's research will continue to uncover ways to track its dangerous spread.

"Now that we're beginning to understand the risk to public health, the scientific community is really coming together, " said Tong. "They're very curious, going out of their own way to help. I feel very lucky to have this support."

The team is working with local agencies to place the sensors in areas with frequent dust storms to see where Valley fever might be affecting the most people. Local health agencies like the Pinal County Public Health Department in Arizona and community physicians are already incorporating these data to inform health and safety measures like increased testing and public education.

Nästa, the National Weather Service (NWS) and the Pan American Health Organization (PAHO) are working to incorporate this research to improve dust forecasting for everything from air quality to visibility for transportation. "We aim to bring longevity to this project, " Tong said, "so people can continue using this research to protect public health in the future.

For communities in the southwest, that means informing public health decisions in the face of increasing dust storms in the future.