Modellierung des Transports von Saharastaub

Saharastaub wird in großen Mengen von seinen Quellgebieten in Nordafrika über den Atlantik und nach Europa transportiert. Durch seine hohe optische Dicke übt er einen wichtigen, aber bisher nur unzureichend quantifizierten Einfluss auf den regionalen und globalen Strahlungshaushalt aus. Außerdem wird vermutet, dass der Eintrag essenzieller Nährstoffe (insbesondere Eisen) in den Ozean durch diese Mineralstaubpartikel marine Mikroorganismen zu erhöhter Produktivität anregt, was eine verstärkte ozeanische Kohlendioxidaufnahme zur Folge hat.

Zur Untersuchung des großräumigen Transports von Saharastaub einschließlich seiner Quellen und Senken werden Simulationen mit dem regionalen Transportmodell COSMO-MUSCAT durchgeführt. Bodengebundene Fernerkundung und Satellitendaten sowie in-situ Messungen von Feldkampagnen dienen der Evaluierung der Simulationsergebnisse und einer stetigen Verbesserung der Parametrisierung der Staubmobilisierung.

Mit Hilfe der modellierten raumzeitlichen Verteilung von Saharastaub konnte im Rahmen der Forschergruppe SAMUM (gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft/DFG, 2004 – 2011) der Einfluss der Staubpartikel über die Modifikation der lang- und kurzwelligen Strahlungsflüsse auf die Prognose von Temperatur- und Strömungsfeldern sowie die Wolkendynamik quantifiziert werden.

Im Rahmen der Projekte TRACES (Netzwerkprojekt der Leibniz-Gesellschaft/WGL, 2006 – 2009) und SOPRAN (gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung/BMBF, 2007 – 2013) wurde beziehungsweise wird die Nährstoffzufuhr durch Deposition des Saharastaubes in den tropischen Nordatlantik anhand von Ergebnissen des COSMO-MUSCAT für Einzelereignisse abgeschätzt. Zudem werden für eine Charakterisierung der saisonalen und interannuellen Variabilität der Staubeinträge in die Atmosphäre mehrjährige Simulationen mit dem Regionalmodell durchgeführt und mit Satellitendaten verglichen

  • Abb. 1: Modellierte Verteilung trockener und nasser Deposition von Saharastaub. Quelle: Bernd Heinold/TROPOS

  • Abb. 2: Saharastaubtransport nach Europa aus COSMO-MUSCAT Simulationen. Quelle: Bernd Heinold/TROPOS