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Atmosphäre: Wie Aerosole die weltweite Wetterlage widerspiegeln

Rauch von amerikanischen Waldbränden in Europa? Ein dunstiger Himmel über England, der sich afrikanischem Staub verdankt? Satellitenbilder der Atmosphäre, kombiniert mit den Ergebnissen von Computersimulationen, zeichnen die weltweiten Wege von Aerosolen nach.

Nur auf den ersten Blick sieht dieses Video der NASA aus wie ein üblicher Satellitenfilm. Zwar stecken auch Bilder verschiedener Erdbeobachtungssatelliten darin. Die aber hat man kombiniert mit einer Menge Rechenpower und dem von der Nasa entwickelten Goddard Earth Observing System (GEOS). Das ist ein Satz mathematischer Modelle, die Wissenschaftlern neue Einblicke in chemische und physikalische Prozesse auf unserem Planeten erlauben sollen – in diesem Fall in das Geschehen in der Atmosphäre.

Die enthält nicht nur Luft, sondern auch jede Menge Aerosole. Das sind feste oder flüssige Schwebeteilchen, viele davon nur wenige Nanometer groß, und sie liefern verblüffend viel Information über das weltweite atmosphärische Geschehen. In der beeindruckenden Visualisierung ist in großer Präzision die Ausbreitung dreier Aerosolarten – Rauch, Staub und Meersalz – über Europa und Nordamerika zu sehen. Die Daten, in denen sich auch die Entwicklung von Hurrikanen – von Harvey bis Ophelia – abzeichnet, reichen vom 31. Juli bis zum 1. November dieses Jahres.

Der im Video weiß dargestellte Rauch entsteht vor allem durch großflächige Waldbrände, die in diesem Jahr insbesondere den Nordwesten der USA sowie Kanada, aber auch Portugal plagten. Er wird von Luftströmungen über den gesamten Globus verteilt und gelangte beispielsweise aus den US-Bundesstaaten Oregon und Washington in wenigen Tagen bis nach Mitteleuropa.

Hingegen stammt der Staub (im Video ockergelb) vorwiegend aus der Sahara. Seine Wirkung spürten vor allem die Menschen in Nordafrika und auf den kanarischen Inseln im Atlantik. Die heiße, staubige Saharaluft, auf den Kanaren als "Calima" bekannt, verdüsterte an manchen Tagen regelrecht die Sonne. Staub hält sich allerdings nicht so lange in der Luft wie Rauch: Spätestens in den Sturmgebieten der Karibik wäscht ihn der Regen wieder aus.

Das dritte Aerosol, das die Bilder zeigen, ist Salz, genauer: Meersalz (blau), das durch Verdunstung in die Atmosphäre gelangt. Weil es über den Ozeanen treibt und nicht weit ins Binnenland vordringt, eignet es sich besonders dazu, die vielen spektakulären Sturmgebiete zu verfolgen, die im Atlantik vor Afrika entstehen und manchmal als Hurrikan die Karibik und Nordamerika erreichen.

Ein ungewöhnlicher Wirbelsturm des Jahres 2017 – das zudem einige besonders zerstörerische Exemplare zu bieten hatte – war "Ophelia". Wie am Ende des Videos zu sehen ist, entstand dieser Hurrikan im Oktober 2017 weiter nördlich als üblich und bewegte sich ostwärts Richtung Irland. Dabei zog er Saharastaub und Rauch aus Portugal mit, was in England ein paar Tage lang für einen ungewöhnlich dunstigen Himmel sorgte.

Der Clip bietet zwar in erster Linie einen unterhaltsamen Blick auf das Wetter von 2017, doch sind die darin gezeigten Daten von grundsätzlicherer Bedeutung. Aerosole – viele davon anthropogenen Ursprungs – haben großen Einfluss auf die weltweite Temperaturentwicklung und auf die Verteilung von Regen- und Schneefällen. So können sie zum Beispiel die Temperatur an der Erdoberfläche absenken, indem sie das Sonnenlicht wieder Richtung Himmel reflektieren.

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