Auswirkungen der Desertifikation auf die Strahlungswirkung von atmosphärischem Staub im Nahen Osten (DESERT-TIME)

• Antragsteller: Dr. Jamie Banks
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 414044717

Die in den letzten Jahrzehnten aufgetretenen Dürren im Nahen Osten hatten schwerwiegende Auswirkungen auf die Wasser- und Nahrungsmittelversorgung in dieser Region. Ackerland und andere bewachsene Flächen werden trockener und Wüsten können sich ausbreiteten (Desertifikation), was zahlreiche Ernteausfälle zur Folge hat und die Gesundheit und Existenz von Millionen Einwohnern bedroht. Trockener, brachliegender Boden ist anfällig gegenüber Winderosion, sodass häufiger Staubstürme auftreten können. Infolge der Desertifikation ist nun eine Zunahme in Häufigkeit und Intensität von Staubstürmen zu erwarten. Dies beeinflusst sowohl die Luftqualität als auch die menschliche Gesundheit negativ.Atmosphärischer Mineralstaub beeinflusst den Temperaturhaushalt der Erde, da er sowohl erwärmend als auch abkühlend wirkt. Zieht ein Staubsturm über ein Gebiet, so reflektieren die Staubpartikel die einfallende Sonnenstrahlung und kühlen damit die Erdoberfläche ab, da weniger Sonnenlicht den Boden erreicht. Andererseits absorbiert Staub aber auch einen Teil der einfallenden Solarenergie, sodass sich die Erdatmosphäre erwärmt. Beide Effekte konkurrieren miteinander und deren Stärke ist abhängig von zahlreichen Faktoren, z.B. der Höhe der Staubschicht.Der Einfluss der Desertifikation auf die Umwelt im Nahen Osten lässt zahlreiche Fragestellungen aufkommen:1) Haben die vergangenen Dürren zu einer Zunahme an Staubstürmen in dieser Region geführt? Beobachtungen zeigen, dass die Häufigkeit zugenommen hat, aber sind die Stürme auch stärker geworden? Staubtransportmodelle können Antworten auf diese Fragen liefern, indem verschiedene Szenarien mit unterschiedlichen Staubsturmaktivitäten simuliert werden. Hier soll ein „Dürre“-Szenario mit einem „Nicht-Dürre“-Szenario verglichen werden, wobei erwartet wird, dass das trockene, vegetationsarme „Dürre“-Szenario häufigere und stärkere Staubstürme entstehen lässt als das feuchtere Szenario. Der Grad des Zutreffens dieser Hypothese wird im Rahmen des beantragten Projekts überprüft.2) Inwiefern hat die veränderte Staubsturmaktivität die erwärmende/abkühlende Wirkung von Staub auf die Erdoberfläche und die Atmosphäre beeinflusst? Die Auswirkungen werden für Dürre- und Nicht-Dürre-Bedingungen berechnet und die Unterschiede analysiert. Ergänzend zu den Modellsimulationen werden bodengebundene Messungen und Satellitendaten genutzt, um das Verständnis von Umwelteinflüssen auf diese Effekte zu vergrößern.3) Inwieweit sind die Veränderungen in der Staubsturmaktivität messbar? Findet sich dazu ein Signal in Satellitendaten? Der Vergleich der Satellitendaten mit den Modellsimulationen ermöglicht Rückschlüsse, welches Dürreszenario am ehesten die beobachtete Staubaktivität abbildet und erlaubt weiteren Einblick inwiefern Satellitenbeobachtungen den erwärmenden/abkühlenden Einfluss von Staub abbilden können.Die Beantwortung dieser Fragen wird weitere Einblicke in die atmosphärischen Auswirkungen der Desertifikation im Nahen Osten geben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen