Afrikanischer Staub überquert den Atlantik

Ein wunderschöner Sonnenuntergang über dem Atlantik vor der Küste Floridas oder ein orangefarbenes Leuchten am texanischen Himmel in der Abenddämmerung können laut Forschern, die die Pfade von Feinstaub am Himmel über der Sahara und der Sahara untersuchen, durch Staub aus Westafrika verursacht werden der halbtrockenen Sahelzone.

„Wir schauen uns an, wie viel Staub im Winter nach Westafrika und im Sommer über den Atlantik transportiert wird“, sagte Gregory S. Jenkins, Professor für Meteorologie und Atmosphärenwissenschaften, Geographie und Afrikastudien, Penn State. „Im Winter ist er niedrig in der Atmosphäre und im Sommer höher. Staub wirkt sich vor allem auf die Gesundheit aus.“

Jenkins und Moussa Gueye, Forschungsprofessor, University of Sine Saloum El-Hȃdj Ibrahima NIASS, Dakar, Senegal, modellierten jährliche Feinstaubpartikel von weniger als 10 Mikron (PM10) von 1960 bis 2016.

„Wir haben gezeigt, dass es nach den 1980er Jahren einen simulierten jährlichen Abwärtstrend der PM10-Oberflächenkonzentrationen in Senegal und Cabo Verde gibt, der früheren Erkenntnissen ähnelt“, berichten die Forscher in Atmosphärische Umgebung. Die Daten für die Sommer deuten jedoch darauf hin, dass der Staub über der Westsahara, der nach Cabo Verde transportiert wurde, zugenommen hat, was darauf hindeutet, dass dieser Staub aus dem Ostatlantik weiter in Richtung der USA und der Karibik strömte.

Die Staubmengen, die den Westatlantik erreichen, können die Forscher zum Beispiel bei Miami, Barbados und Puerto Rico messen, denn dort gibt es reichlich meteorologische und andere Messstationen, aber in Westafrika und an Orten wie Cabo Verde gibt es wenig Boden -basierte Messeinrichtungen, um den dort ankommenden Staub zu messen.

Die Forscher müssen sich dann auf satellitengestützte Messungen verlassen, die nachts keine Messungen liefern können. Die von boden- und satellitengestützten Instrumenten gesammelten Daten dienen als Grundlage für Modelle, die die Wege und Mengen von Staub schätzen, der im Winter auf Westafrika und im Sommer auf den Atlantik und die Karibik trifft. Allerdings gibt es in Afrika so wenige Messstationen – denn die Stationen brauchen Strom, Handys, Internet und jemanden, der sie wartet –, dass die Modelle etwas unvollständig sind.

„Mit den sehr begrenzten Messungen, die wir aus Westafrika im Vergleich zu unserer Messung haben, führen wir die Modelle durch und liefern Schätzungen“, sagte Jenkins. „Wir wissen, dass das Timing des Modells korrekt ist, aber wir wissen nicht, wie sehr die wenigen Stationen, die wir haben, unsere Ergebnisse verzerren.“

Laut Jenkins befindet sich das derzeit beste System in Nigeria, wo die Stationen 25 % weniger kosten, aber dennoch zuverlässigen Strom und Internet benötigen. Er stellt jedoch fest, dass Cabo Verde über zuverlässiges WLAN verfügt und er möchte auf jeder der Inseln Feinstaubstationen errichten.

Laut Jenkins reproduzieren die Modellsimulationen die Trends der Vergangenheit, aber keines der Modelle simuliert den Staub korrekt. Es ist wichtig, jederzeit genau zu wissen, wo der Staub hingeht und wie viel Staub am Boden vorhanden ist. Schätzungen gehen davon aus, dass Westafrika bis 2070 eine Milliarde Einwohner haben wird. Da dieser Staub in der Luft Atemprobleme verursachen und Krankheitserreger übertragen kann, ist es wichtig zu wissen, wann man sich vom Staub fernhalten sollte.

„Der Staub wird in Westafrika große Auswirkungen haben“, sagte Jenkins. „Aber in den USA wollen wir auch wissen, was in Zukunft passiert. Ich denke, es gibt gute Gründe zu sagen, dass es in Zukunft mehr Staub geben wird.“

Jenkins möchte ein Feinstaubsystem in ganz Afrika aufbauen, damit genügend Daten zur Verfeinerung der Modelle vorliegen. Das System wäre auch in der Lage, Menschen mit beispielsweise Asthma zu warnen, wenn sie drinnen bleiben sollten.

Eine Sorge der Forscher ist, dass sie wissen, dass sich dieser Saharastaubtransport aufgrund des Klimawandels in Zukunft ändern könnte.