Die schwarzen Sandstürme in Island erregen die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler wegen ihrer Auswirkungen auf den Klimawandel und die globalen Wettermodelle.
Dieses einzigartige Phänomen betrifft weite Gebiete von vulkanischem Staub in hohen Breitengraden und hat bedeutende Auswirkungen auf die globale Erwärmung und das Klimagleichgewicht. Trotz seiner Nähe zum Polarkreis beherbergt Island die größte und aktivste Wüste Europas.
Seine 44.000 Quadratkilometer großen Flächen sind nicht durch orangefarbene Dünen, sondern durch schwarzen vulkanischen Staub gekennzeichnet, der hauptsächlich aus vulkanischem Glas besteht.
Dieses Material, bekannt als High Latitude Dust (HLD), stammt aus arktischen Regionen und kann bis nach Kontinentaleuropa reisen.
Die Desertifikation Islands ist das Ergebnis menschlicher Aktivitäten.
In der Wikingerzeit trugen ungeeignete landwirtschaftliche Techniken für das kalte und windige Klima der Insel zum Landschaftsabbau bei. Im Laufe der Zeit wurden die bewaldeten Gebiete durch trockene Wüstenebenen ersetzt, wobei heute nur noch 2% des Landes von Wäldern bedeckt sind. Der Isländische Forstdienst strebt an, diesen Prozentsatz bis 2050 auf 4% zu erhöhen, aber der Prozess ist langsam und komplex. Der vulkanische Staub Islands weist im Vergleich zu Staub aus Wüstengebieten in niedrigen Breitengraden, wie der Sahara, einzigartige klimatische Eigenschaften auf.
Während der Saharastaub das Sonnenlicht reflektiert und so zu einem Kühleffekt beiträgt, absorbiert der dunkle isländische Staub das Licht und erwärmt den Boden und die umliegende Atmosphäre.
Ein kritisches Problem ist die Ablagerung des Staubs auf der Kryosphäre, die Gletscher und Eiskappen umfasst. Der vulkanische Staub, der sich bis zu 1,3 Zentimeter dick auf den Gletschern ansammelt, erhöht die Absorption der Sonnenwärme und beschleunigt das Schmelzen des Eises.
Dieses Phänomen wurde am Myrdalsjokull-Gletscher beobachtet, der über zwei Jahre hinweg im Rahmen des von der COP21 finanzierten Projekts Planet Watch überwacht wurde. Mit steigenden Temperaturen legt das Schmelzen der Gletscher weitere Staubschichten frei, die unter dem Eis eingeschlossen sind, und erzeugt so eine potenziell unbegrenzte Materialreserve.
Dieser Prozess verstärkt die Wüstenbedingungen und trägt zur Erwärmung der fragilen arktischen Regionen bei. Ein positiver Aspekt des HLD ist seine Rolle bei der Wolkenbildung.
Die Staubpartikel fungieren als Kerne für Eiskristalle, ein entscheidender Prozess für die Entwicklung von Wolken.
Diese Phänomene beeinflussen das thermische Gleichgewicht der Erde, indem sie die Menge an Sonnenenergie regulieren, die in den Weltraum reflektiert wird, und die Wärme, die in der Atmosphäre eingeschlossen wird.
Die einzigartige Zusammensetzung des isländischen vulkanischen Staubs, reich an Mineralien und dunkler Farbe, macht diesen Prozess besonders effektiv.
Das Verständnis des Transports und der Verteilung dieser Partikel kann die Vorhersagen über den Klimawandel und die globalen Wettermodelle verbessern. Um die Geheimnisse des Staubs in hohen Breitengraden zu lüften, experimentieren Forscher mit neuen Technologien wie meteorologischen Drohnen.
Diese Instrumente können Parameter wie Temperatur, Druck, Feuchtigkeit und Partikelgröße in Echtzeit bis zu 2 Kilometer Höhe messen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Wetterballons und Lidar-Sensoren, die Kosten- und Wetterbedingungen unterliegen, bieten Drohnen eine kostengünstige und zuverlässige Alternative.
Wissenschaftler verwenden innovative Instrumente, um Staubproben auf Objektträgern sowohl am Boden als auch in der Höhe zu sammeln, um das Verhalten und den Transport der Partikel zu analysieren. Jedes Jahr gelangen etwa 2 Milliarden Tonnen Staub in die Atmosphäre, was die Sichtbarkeit verringert und Atemprobleme verursacht.
In Island haben Staubstürme in den letzten 150 Jahren Hunderte von tödlichen Unfällen verursacht, weit mehr als die Opfer von Vulkanausbrüchen.
Das Ziel der Wissenschaftler ist es, die regionalen und globalen Klimamodelle zu verbessern, indem sie die HLD-Quellen einbeziehen.
Die gesammelten Daten könnten unser Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Staub, Wolken und Klimawandel revolutionieren.
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