Sandsturm auf dem Satellitenbild

Eine Aufnahme des «Aqua»-Satelliten der NASA/GSFC zeigt eindrücklich, wohin Wüstenstaub aus der Sahara geblasen werden kann. Die abgebildete Staubfahne macht den Warmluftstrom sichtbar, der typischerweise vor einer Kaltfront Richtung Norden fliesst.

Martin Gassner

Wenn im Frühling der Schnee schmilzt, nimmt seine Oberfläche stellenweise eine rötliche Färbung an. Grund dafür ist Staub aus der Sahara. Bei extremen Südlagen meldet sogar der Wetterbericht gelegentlich schlechte Sicht infolge Saharastaub. Fallen Regentropfen durch solch staubhaltige Schichten, färben sie sich rötlich, sogenannter Blutregen entsteht. In der Wüste wirbeln starke Winde Sand auf und transportieren die kleinsten Partikel in Form riesiger Staubwolken bis nach Europa hinauf. Solche Staubwolken sind auch aus dem Weltall sichtbar. Ein eindrucksvolles Bild von Wüstenstaub zeigen Aufnahmen des relativ neuen polarumlaufenden «Aqua»-Satelliten der NASA/GSFC. Auf dem Satellitenbild vom 5. März 2004, 14.05 UTC, ist recht prägnant die Fahne des aus der Sahara stammenden Wüstenstaubes zu sehen. Sie erstreckt sich vom Seegebiet westlich der Kanarischen Inseln über Madeira bis an die portugiesische Küste, die oben rechts in der Ecke sichtbar ist. Unten rechts ist Nordwestafrika und in der Bildmitte sind Madeira und die Kanarischen Inseln zu erkennen. In der Staubfahne reduziert sich die Sichtweite auf 4 km und weniger.

Meteorologische Situation
Das Satellitenbild macht deutlich, wie der Staub in der Passatströmung weit über den Atlantik hinweg westwärts transportiert wird. Interessant ist auch, wie die Staubfahne in die Zirkulation eines Tiefdruckwirbels in mittleren Breiten einbezogen wird.
Die meteorologische Situation sah Anfang März 2004 wie folgt aus: Ein kräftiges Hoch dehnte sich von Marokko über Algerien nach Osten aus. Auf seiner Südseite bildete sich eine kräftige Passatströmung, die für diese Breitenlage typisch ist. In dieser Strömung von heisser Wüstenluft driftete die Staubfahne von der Sahara über den Ostatlantik hinaus. Dort drehten die Winde Richtung Nord und lenkten den Staub gegen den Tiefdruckwirbel westlich von Portugal. Das schmale Wolkenband dicht nördlich der Staubfahne markiert die Kaltfront, die zu diesem Tiefdruckwirbel gehört. Der Staub macht damit den Warmluftstrom sichtbar, der typischerweise vor einer Kaltfront Richtung Norden fliesst. Im weiteren Verlauf schwenkte die Front südostwärts und drängte dabei den Staub Richtung Nordwestafrika ab.

Ein Sandsturm entsteht
Ein Sandsturm entsteht, wenn starke Winde über trockenes, arides Land mit wenig Vegetation fegen. Ein Wind stärker als etwa 18 km/h vermag ein Sandkorn wegzublasen. Dieses hüpft je nach Windstärke ungefähr einen Meter weit, bis es wieder am Boden aufprallt und dort eventuell andere Sandkörner in die Luft stösst. Alle weggeblasenen Körner bilden eine über den Boden fliessende Sandströmung, die allerdings auf wenige Zentimeter Dicke begrenzt bleibt. Im Lee von Steinen oder Sanddünen lagert sich der Sand wieder ab. Um einen Sandsturm auszulösen, sind höhere Windgeschwindigkeiten erforderlich. Ab etwa 55 km/h sind die Turbulenzen in der Luft gross genug, um die Sandkörner weiter in die Höhe zu heben. Es entsteht ein Sand-Luft-Gemisch von 0,3 m bis 1,2 m Dicke, das wie eine gelblich wogende Schicht aussieht und Bodennebel gleicht. Die kleinsten Sandkörner unter ca. 0,2 mm Durchmesser können weiter in die Höhe getragen werden, wo sie von den Höhenwinden erfasst und wegtransportiert werden.
Konvektive Phänomene oder grossräumige Konstellationen können solch starke Winde verursachen. Zum Beispiel kann der Ausfluss von Kaltluft aus einer Gewitterwolke Windgeschwindigkeiten bis 100 km/h annehmen und so einen Sandsturm auslösen. Wenn die Gewitterwolke zu einer Front gehört, kann der Sandsturm bis zu mehreren Stunden dauern, Höhen von bis zu 1000 m erreichen und über weite Strecken dahinziehen. In der südlichen Sahara werden solche Sandstürme «Haboob» genannt, ein Wort, das von den arabischen Wörtern «Phänomen» und «Wind» stammt.
Im Winter und im frühen Frühling können die grossen Temperaturunterschiede starke Winde erzeugen. In dieser Zeit ist der Boden oft sehr trocken und ohne Vegetation. Ungefähr zwei Drittel aller Sandstürme entstehen, wenn zusätzlich eine Front oder ein Höhentrog durchzieht oder wenn Höhenwinde zum Boden hinunter gemischt werden.

Abb. 1: Aufnahme des Aqua-Satelliten der NASA/GSFC vom 5. März 2004, 14.05 UTC.

Abb. 2: Bodendruck und Windfahnen auf 925 hPa, 5. März 2004, 12h UTC, für Nordwestafrika.

Transport über grosse Distanzen
Sandstürme transportieren bis zu 100 Millionen Tonnen Sand über zum Teil sehr grosse Distanzen. Zusammen mit thermischen Aufwinden heben die Sandstürme den Staub bis über 4500 m Höhe hinauf, wo ihn die Höhenwinde westwärts verfrachten. So gelangt Saharastaub nicht nur über Nordafrika nach Europa, sondern auch über den Atlantik bis in die Karibik und das Amazonasgebiet. In einem Fall musste der nationale  Wetterdienst in Puerto Rico gar Smogalarm aufgrund von Saharastaub auslösen. Der Staub hat aber noch grössere Auswirkungen als nur schlechte Sicht und eine rötliche Verfärbung des Himmels. Studien haben gezeigt, dass rote Gezeiten, Fischsterben und die Zerstörung von Korallen von Saharastaub mitverursacht werden.

Der «Aqua»-Satellit der NASA/GSFC
Der Aqua-Satellit der NASA/GSFC ist Teil des «MODIS Land Rapid Response System», das vor allem dazu dienen soll, Brände weltweit frühzeitig zu erkennen. Aus diesem Grund liegen die Aufnahmen mit einer hohen räumlichen Bildauflösung von bis zu 250 Metern vor. Das System wird durch einen versetzt umlaufenden Zwillingssatelliten namens «Terra» vervollständigt. Nähere Informationen und ein Realtime-Zugriff sind im Internet unter: http://rapidfire.sci.gsfc.nasa.gov möglich.

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