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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Sandstürme begünstigen Wüstenbildung |
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| | | Wüstenstaub aus Sandstürmen verhindert Wolkenbildung und Regen. Er begünstigt damit Dürre und die Bildung von Wüsten auch in weit entfernten Regionen. Demnach wäre die Entstehung der Sahelzone in Afrika durch Wüstenstaub verursacht, der Regen nicht entstehen ließen. |
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Zu diesem Ergebnis gelangten israelische Forscher um Daniel Rosenfeld nach Auswertung von Daten, die die 'NASA Tropical Rainfall Measurement Mission' lieferte.
Die Wissenschaftler hatten Satellitenbilder von Wolken ausgewertet, die während eines Staubsturmes vom Atlantischen Ozean über Nordafrika hinweg gezogen sind. Die Aufnahmen der NASA zeigen deutlich, wie die Größe der Tropfen zunahm, je weiter die Wolken sich von jenem Staubsturm entfernten.
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Wolken...
.... sind sichtbare Ansammlungen von Wassertröpfchen oder Eisteilchen oder einem Gemisch von beiden in der Atmosphäre. Wolken entstehen, wenn bei Abkühlung der Wasserdampf enthaltenden Luft der Sättigungspunkt überschritten wird und der Wasserdampf kondensiert. Bei Ausfall der Tröpfchen oder Eisteilchen durch zu starkes Anwachsen kommt es zu Niederschlägen. Vom Nebel unterscheiden sich Wolken nur durch ihre Höhe vom Erdboden. Die wichtigsten Grundformen der Wolkenbildung sind die Schichtwolken (Stratus), Haufenwolken (Kumulus), Federwolken (Zirrus) und Regenwolken (Nimbostratus). |
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Nur kleine Staubpartikel geeignet |
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Was die Entstehung von Regen betrifft, klafften bei den Wissenschaftlern bisher Theorie und Erfahrung weit auseinander. Sie sind sich zwar darüber einig, wie sich Tropfen bilden: Wasserdampf kondensiert an winzigen Staub- und Schmutzteilchen in der Atmosphäre, die Partikel wachsen immer weiter an, bis sie etwa einen Millimeter Durchmesser haben.
Dann haben sie infolge der Oberflächenspannung Kugelform und sind damit schwer genug, um zu fallen - es regnet. Ein fallender Tropfen nimmt die Form des geringsten Luftwiderstands, eine stromlinienförmige Tropfenform, an.
Eigentlich müssten Staubstürme mit ihren großen Sandkörnern viel Wasser binden können und damit die Bildung großer Tropfen verursachen. Doch interessanterweise ist das Gegenteil ist der Fall. Die Trockenheit der Sahel-Zone ist demnach nicht Ursache von Sandstürmen, sondern deren Folge.
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Wenn es regnet
Regen ist per Definition flüssiger Niederschlag bei Tropfendurchmessern über 0,5 mm. Die größten Regentropfen haben etwa sieben mm Durchmesser, noch größere Tropfen zerplatzen nach kurzer Fallstrecke. Die größte Fallgeschwindigkeit liegt bei acht m/s. |
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Mehr Staub bedeutet weniger Regen |
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Die Lösung des Rätsels ist in der Größe und Beschaffenheit der Staubpartikel zu suchen. Die israelischen Wissenschaftler hatten ursprünglich angenommen, dass größere Staubkörner mehr Wasser binden und so auch größere Tropfen bilden können.
Ihre Laboranalysen haben aber ergeben, dass gerade die grobkörnigen Bestandteile heftiger Staubstürme das Regnen verhindern: Die Quarzsande können einfach nicht genug Wasser aufnehmen.
"Unsere Laboranalysen von Wüstenstaub zeigen, dass die Staubpartikel aufgrund ihrer Zusammensetzung nur wenig Wasser binden", erläutert Yinon Rudich vom Weizmann-Institut. "Daher bilden sich auch um große Staubpartikel herum nur relativ kleine Tröpfchen."
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Zu viele Kondensationskeime |
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Ein weiterer Faktor, der die Bildung von Tropfen in Staubwolken erschwert betrifft die Dichte der Staubwolke: Wasser in Wolken hoher Staubdichte verteilt sich auf übermäßig viele Kondensationskeime. Dadurch schaffen es die einzelnen Tröpfchen aber nicht, zu schwereren Exemplaren heranzuwachsen.
Nach jenen Analysen sind Sandstürme also nicht das Resultat von Versteppung und Wüstenbildung, sondern die Ursache zunehmender Trockenheit. Die fortschreitende Bodenerosion durch alles abgrasende Rinder- und Ziegenherden verschlimmert die Situation: Durch die immer geringer werdende Vegetationsdecke können Sandstürme immer mehr Staub in die Atmosphäre befördern.
Die Wissenschaftler halten dies für eine der wesentlichen Ursachen der seit Jahrzehnten anhaltenden Trockenperiode in der afrikanischen Sahel-Zone.
(red)
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01.01.2010 |
