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Erfolgreicher Wüstenfuchs

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 29.08.2013 17:56

Die Sahara ist für Meteorologen eine der am wenigsten bekannten Regionen der Erde. Harsche Umweltbedingungen, mikroskopisch kleine Bevölkerungsdichte und seit einiger Zeit auch noch politische Instabilität erschweren die Erhebung der, für jedes Wettermodell notwendigen, Daten. Ein groß angelegtes Forschungsprojekt unter Leitung von britischen Forschern erarbeitete jetzt einen ersten großen Datensatz über die Wüste, die größer als Europa ist. Benannt wurde das Projekt nach dem großohrigen Wüstenfuchs Fennec.

 Ein Sandsturm wird auf den Atlantik geblasen. (Bild: NASA)Ende Juni 2012 verfärbte sich der Himmel über Stockholm. Das Wetter war ohnehin leicht bewölkt, doch urplötzlich verschwand das Blau des Sommerhimmels und machte einem milchigweißen Schleier Platz. Stockholm und mit ihm ganz Südschweden erlebte die Ankunft von Saharastaub. "Ein starkes Hochdrucksystem pumpte heiße afrikanische Luft nach Norden", erklärt Matthias Tesche vom Institut für angewandte Umweltforschung der Universität Stockholm, "das hat den Staubtransport bis nach Schweden ermöglicht." Für die Skandinavier ist der staubige Gruß aus mehr als 5000 Kilometern Entfernung eigentlich ein seltenes Ereignis, doch die wenigsten werden es im allgemeinen Aufbruch in den Sommer wirklich bemerkt haben. Dabei war der Staubschleier über dem Stockholmer Sommerhimmel Produkt einer wirklich außerordentlichen Ereigniskette in der Zentralsahara. Entschlüsselt hat sie das Großprojekt Fennec, das unter britischer Leitung einen Blick in die Blackbox werfen will, die die größte Wüste der Welt für Meteorologen weiterhin darstellt. "Aus der Zentralsahara gibt es kaum Messdaten", erklärt Projektleiter Richard Washington, Professor für Klimaforschung an der Universität Oxford, "viel von dem, was wir über die Sahara wissen, stammt von Satelliten, und jeder Satellit erzählt eine etwas andere Geschichte. Wir wissen wirklich nicht, welchem wir glauben sollen." Das ist misslich, schließlich beeinflusst die Zentralsahara die Wettersysteme ringsum, steuert beispielsweise den westafrikanischen Monsun, der lebenswichtige Niederschläge für den ganzen Sahel bringt, oder schickt glühend heiße Luft- und Staubmassen über den Atlantik und das Mittelmeer bis nach Nordeuropa. Viele Staubwolken schaffen es sogar über den gesamten Atlantik bis in den Golf von Mexiko. Fennec hat auf mehreren Messflügen in 2011 und 2012 sowie mit etlichen Bodenstationen die erste umfangreiche Datensammlung über die Zentralsahara angelegt.

Vor allem die Staubstürme wollen Richard Washington und seine Kollegen besser verstehen, schließlich sind sie imstande, Sand- und Staubkörnchen so hoch in die Luft zu befördern, dass sie die 5000 Kilometer bis Skandinavien oder sogar die 10.000 Kilometer bis Texas reisen können."Wir haben aus Satellitendaten eine neue hochaufgelöste Karte erstellt", so Ein Sandsturm erreicht eine Siedlung in der Sahara. (Bild: Garcia, Wikimedia Commons)Washington, "mit deren Hilfe wir hoffentlich ihre Quellregionen besser erkennen können." Es sind offenbar vor allem die ehemaligen Seen, aus denen sich die gewaltigen Wolken speisen. Auf dem Gebiet der heutigen Wüste hat es in früheren, feuchteren Zeiten große Seen gegeben, die einer nach dem anderen austrockneten - der heutige Tschadsee ist einer der letzten Überlebenden. "Von den 15 größten Staubquellen in der Zentralsahara gehören 13 in diese Kategorie", erklärt Washington, "und viele von ihnen liegen in dem Gebiet, in dem Mali, Mauretanien und Algerien zusammentreffen." Vermutlich ist es das feine Sediment an der Oberfläche dieser ehemaligen Seen, das das Material für die hochreichenden Staubwolken liefert. Zwar hat sich in der Regel eine feste Kruste gebildet, doch wenn diese bricht, kann der Wind das staubfeine Material ungehindert aufwirbeln.

Für die Forschungen vor Ort hatten die Wissenschaftler mit dem britischen Wetter- und Klimaforschungsflugzeug FAAM ein besonders gutes Instrument zur Verfügung. Der viermotorige Düsenjet kann nicht nur extrem tief über der Erdoberfläche fliegen, er ist obendrein hart genug im Nehmen, um sich in Sandstürme hineinzuwagen. Und tatsächlich hat das Flugzeug im vergangenen Jahr zwei oder drei Sandstürme besucht, "was", sagt Richard Washington, "sehr hilfreich die Datensätze über den Saharastaub war". So fingen die Partikelfallen an Bord geradezu sensationell große Staubkörner von einem Millimeter Durchmesser auf. "Laut den Lehrbüchern der Physik sollten diese Teilchen gar nicht emporgetragen werden", meint Washington, "unsere Funde haben da einiges geradegerückt." Denn auch abgesehen von diesen Riesenkörnchen waren die von der Fennec-Maschine eingesammelten Körner größer als alle bisher gemessenen.

Das ist nicht nur interessant für die Rekordstatistiken. Die Korngröße beeinflußt auch die meteorologischen Verhältnisse in den Staubstürmen. "Die großen Körner absorbieren Sonnenstrahlung wesentlich besser als kleinere, dadurch wird die Erhitzung um einen Faktor 2 oder 3 verändert", sagt Richard Washington. Die Erhitzung in der Zentralsahara aber ist der Faktor, der den westafrikanischen Monsun mehr oder weniger weit in den Sahel hineinzieht. Wird er drastisch verkannt, stimmen die Vorhersagen der Wettermodelle nicht - und die sind eben für Westafrika notorisch fehlerhaft.

Eine Staubwolke treibt von der Sahara nach Europa. (Bild: NASA)Ebenfalls unzuverlässig sind die Vorhersagen für die gigantischen Staubstürme selbst. Nach den Fennec-Untersuchungen gibt es dafür einen Grund: "Die Wettermodelle können hervorragend die so genannten niedrigen Strahlströme vorhersagen, die Winde in der unteren Troposphäre wehen", erklärt Washington, "aber die verursachen in weiten Teilen der Sahara nur zehn bis 15 Prozent der Sandstürme." Der größte Teil der Sandstürme entsteht infolge von Gewittern, bei denen Ströme kalter Luft über die flache Wüste rollen. Das Problem: Gewitter sind so kleine und wechselhafte Phänomene, dass sie von normalen Wettermodellen nicht dargestellt werden können. Ein solches Gewitter stand auch an der Wiege des Staubsturms, der es im Juni 2012 bis nach Stockholm schaffte. "In Bourkina Faso entlud sich ein großer Gewittersturm, der eine gewaltige Staubwolke aufwirbelte", erzählt Richard Washington, "diese Wolke bewegte sich westwärts bis nach Algerien und weil sich der Staub so sehr erhitzte, bildeten sich immer wieder Gewitter an den Flanken der Staubwolke, die zusätzlichen Staub aufwirbelten." Nach vier oder fünf solcher Zyklen hatte sich ein gewaltiger Staubsturm gebildet der nordwestwärts über Mauretanien und die Westsahara auf den Atlantik trieb und von dort in Richtung Skandinavien driftete.