¿Cómo nacen las tormentas de arena? 🌪️

Por Juan Cuesta - Profesor Titular en Física, Laboratorio Interuniversitario de Sistemas Atmosféricos (LISA), Universidad París Este Créteil Val de Marne (UPEC)

Es común durante la primavera y el verano, en Europa, incluyendo Francia metropolitana, encontrar el coche cubierto por una fina capa de polvo blanco o amarillento, cuyo origen es precisamente una tormenta de polvo en el Sáhara.


Las tormentas de polvo se forman cuando fuertes vientos soplan sobre suelos compuestos de materiales “erosionables” y “movibles”, es decir, sensibles a la erosión por el viento. Este es un fenómeno muy común en las vastas regiones desérticas, como el Sáhara, donde las tormentas se extienden por cientos o miles de kilómetros.

De hecho, en los desiertos, no son los granos de arena los que son llevados por el viento a largas distancias, ya que los granos son relativamente pesados y caen al suelo no muy lejos del lugar donde fueron levantados. En efecto, el viento levanta los granos de arena a unos pocos centímetros o metros de altitud y luego caen de nuevo al suelo. Esto genera un impacto con los granos presentes en el suelo, que los fractura en partículas más pequeñas. Este proceso, llamado saltación, produce granos de polvo del desierto mucho más ligeros, que descienden muy lentamente por efecto de la gravedad.

Una vez levantados, los polvos pueden permanecer suspendidos en el aire durante varios días y viajar así con el viento miles de kilómetros, e incluso llegar a los polos.

Las tormentas de polvo tienen efectos importantes

Las enormes cantidades de polvo levantadas en el Sáhara juegan un papel fundamental en el clima y el sistema terrestre. Modifican en gran medida los balances energéticos terrestres al reflejar y absorber la luz solar y la radiación infrarroja. La absorción de la luz puede calentar significativamente el aire donde se encuentran los polvos, modificando así la circulación de los vientos.

Cuando se depositan en el suelo, los polvos también son una fuente esencial de minerales para los ecosistemas marinos y terrestres. Además, las tormentas de polvo del desierto degradan considerablemente la calidad del aire y la visibilidad en el norte de África, lo que puede afectar significativamente la salud de las poblaciones en estas regiones debido al agravamiento de enfermedades respiratorias.

Cómo nacen y evolucionan las tormentas

En el centro del Sáhara, es en verano cuando el polvo levantado en la atmósfera es más abundante. Las condiciones atmosféricas durante este período están fuertemente influenciadas por el aporte de humedad desde el golfo de Guinea por los vientos asociados con el monzón africano.

Estas masas de aire húmedo ascienden a gran altura cuando encuentran obstáculos, como montañas, o cuando pasan sobre suelos muy reflectantes que producen corrientes de aire ascendentes. Esto desencadena la formación de tormentas eléctricas de gran magnitud, cuyas precipitaciones enfrían bruscamente el aire al evaporarse en contacto con el aire muy caliente del desierto. Bolsas de aire frío se encuentran en un entorno muy caliente: la diferencia abrupta en la densidad del aire entre las zonas calientes y frías genera vientos muy violentos.

Son estos vientos los que levantan las partículas de polvo movibles en el suelo, formando gigantescos muros de polvo. En resumen, son tormentas tropicales en el desierto las que originan estas tormentas de polvo, conocidas como “haboobs”, palabra que proviene del árabe y significa “viento fuerte”.

Comprender estas tormentas desde el espacio

Todavía se sabe muy poco sobre el origen de estas tormentas: por un lado, tienen un carácter esporádico y son desencadenadas por mecanismos dinámicos complejos; por otro lado, las condiciones atmosféricas dificultan las observaciones y los medios de investigación son a menudo muy limitados en las regiones desérticas.


En estas regiones, las observaciones satelitales juegan un papel crucial, permitiendo observar las cantidades de polvo levantado en la atmósfera y su recorrido hacia otras regiones. Sin embargo, hasta la fecha, las observaciones satelitales clásicas solo caracterizan la distribución bidimensional del polvo del desierto a través de un mapeo horizontal hecho con los sensores pasivos, que funcionan de manera similar a cámaras fotográficas de alta precisión. La información vertical, sobre el espesor de la tormenta, puede obtenerse usando un láser a bordo del satélite, pero esto solo funciona bajo el paso del satélite: cada adquisición está separada por aproximadamente 2000 km de longitud.

La importancia de los fenómenos 3D en la evolución de las tormentas

Las tormentas de polvo alcanzan regiones muy diferentes según su altitud, ya que la intensidad y dirección del viento varían considerablemente en la vertical. De igual modo, los impactos del polvo sobre el ambiente también dependen en gran medida de su extensión vertical. Solo el polvo cerca de la superficie afecta directamente las condiciones de vida de las poblaciones al degradar la calidad del aire y la visibilidad.

El polvo puede depositarse en la superficie, ya sea por efecto de la gravedad cuando está en contacto con el suelo, o por el arrastre provocado por gotas de lluvia. Los impactos sobre el balance energético terrestre y la circulación atmosférica se localizan principalmente en las altitudes donde se encuentra el polvo: estas partículas absorben la luz solar y, por lo tanto, calientan el aire a su alrededor.

Además, nuestro conocimiento de los mecanismos de mezcla vertical del polvo del desierto en el Sáhara es limitado, debido a la falta de observaciones y a las dificultades para modelarlo a través de ecuaciones o herramientas numéricas.

Investigaciones científicas recientes han permitido medir la distribución tridimensional del polvo durante el nacimiento de tormentas en el corazón del Sáhara, por primera vez desde el espacio, en particular de la vasta tormenta de polvo sahariano que ocurrió en junio de 2020 y que alcanzó el Caribe y luego los Estados Unidos.


Estos estudios se basan en un método innovador desarrollado en el Laboratorio Interuniversitario de Sistemas Atmosféricos, utilizando observaciones satelitales del sensor pasivo IASI, que mide la intensidad de la luz en el infrarrojo térmico de manera muy precisa y detallada según la longitud de onda, es decir, el color de la luz. La gran ventaja de IASI es su cobertura espacial: sus mediciones cubren la superficie entera de la Tierra dos veces al día, mientras que un láser sondea la atmósfera solo debajo de trazas separadas por unos 2000 km de longitud.

Estas mediciones son sensibles a la distribución vertical del polvo, al mismo tiempo que son muy detalladas en el plano horizontal. Así, se obtiene una vista 3D de la extensión del polvo, lo que permite comprender mejor los mecanismos dinámicos detrás de las tormentas de polvo en el Sáhara durante el verano. Ofrecen un enorme potencial para estudiar los mecanismos de mezcla vertical del polvo del desierto, así como un medio original para mejorar la precisión de los modelos numéricos de la distribución 3D del polvo.