WEBVTT 00:21.810 --> 00:23.330 Anfang 2004. 00:24.310 --> 00:26.330 Ungewöhnliche Wetterbilder aus Bayern. 00:27.450 --> 00:30.650 Die gelben Wolken enthalten Sandstaub aus der Sahara. 00:31.710 --> 00:33.530 Nordwind trägt ihn über die Alpen. 00:34.290 --> 00:35.770 Zehnmal und mehr im Jahr. 00:37.110 --> 00:39.270 Sandstaub, der um die Welt wandert. 00:40.470 --> 00:42.970 Sand, der unser Wetter beeinflusst. 00:42.970 --> 00:49.250 Sand, die unbekannte Komponente der Klimaveränderung. 01:02.210 --> 01:07.090 Der Sandstaub aus der Sahara wird täglich von Winden und warmer Luft 01:07.090 --> 01:09.030 hoch in die Atmosphäre geschleudert. 01:10.090 --> 01:13.590 Überall in der Wüste kann man diese sogenannten Staubteufel oder 01:13.590 --> 01:14.950 Staubwalzen beobachten. 01:19.960 --> 01:24.100 Der Sand bildet Staubteppiche, manche so groß wie Spanien. 01:24.100 --> 01:28.720 Und diese ziehen dann von Afrika über den Atlantischen Ozean Richtung 01:28.720 --> 01:33.400 Karibik und Südamerika bis zu den großen Regenwaldgebieten im 01:33.400 --> 01:34.480 Amazonasgebiet. 01:37.020 --> 01:41.800 Hier regnet der Sandstaub ab und sorgt dafür, dass Leben erhalten 01:41.800 --> 01:42.140 bleibt. 01:43.220 --> 01:46.200 Saharasand ist die Nährstoffdusche des Amazonas. 01:47.620 --> 01:51.800 Er enthält wichtige Mineralien wie Calcium, Phosphor oder Kalium und 01:51.800 --> 01:53.640 die sind überlebenswichtig für die Pflanzen. 01:54.700 --> 01:58.440 Denn der Boden des Tropenwaldes enthält kaum Nährstoffe und viele 01:58.440 --> 01:59.980 Pflanzen erreichen ihn auch gar nicht. 02:00.760 --> 02:04.340 Moose, Flechten und Orchideen zum Beispiel wachsen hoch in den Bäumen, 02:04.780 --> 02:07.920 haben keine Wurzeln und müssen ihre Nährstoffe aus der Luft aufnehmen. 02:08.960 --> 02:12.180 Ohne die natürliche und regelmäßige Düngung durch den Sahara-Staub 02:12.180 --> 02:13.580 könnten sie nicht überleben. 02:14.440 --> 02:17.160 Sand, der um die Welt zieht, das war schon immer so. 02:19.860 --> 02:21.680 Nur etwas hat sich geändert. 02:22.480 --> 02:24.360 Frühling 2006 in Peking. 02:25.000 --> 02:28.580 Über 300.000 Tonnen Sand und Staub legen sich wie eine Decke über die 02:28.580 --> 02:31.900 14 Millionen statt und bringen das öffentliche Leben zum Erliegen. 02:33.060 --> 02:36.400 Solche Sandstürme peitschen jedes Jahr zwischen Anfang März bis Ende 02:36.400 --> 02:39.540 Mai aus der mongolischen Wüste nach Nordchina heran. 02:41.180 --> 02:43.620 Seit einigen Jahren verschlimmert sich das Problem. 02:44.640 --> 02:46.480 Große Teile des Landes verwüsten. 02:47.440 --> 02:51.100 Eine intensive Landwirtschaft, der Kahlschlag der vergangenen 02:51.100 --> 02:54.960 Jahrzehnte und die rasante Industrialisierung hinterlassen ihre 02:54.960 --> 02:55.400 Spuren. 02:56.800 --> 03:00.980 Jedes Jahr verliert China rund 2500 Quadratkilometer an die Wüsten. 03:01.800 --> 03:03.360 Das ist etwa die Fläche des Saarlandes. 03:04.680 --> 03:07.140 Und auch dieser Staub zieht durch die Atmosphäre. 03:07.860 --> 03:11.380 Über 10.000 Kilometer weit bis nach Grönland. 03:15.590 --> 03:18.050 Und nicht nur die Wüsten Chinas wachsen. 03:18.750 --> 03:21.370 Überall auf der Welt werden die Wüstenflächen größer. 03:22.870 --> 03:26.890 Starke Winde können ungehinderter wehen und Sand- und Staubpartikel 03:26.890 --> 03:27.670 aufwirbeln. 03:28.790 --> 03:31.110 Die Zahl der Sandstürme hat sich vervielfacht. 03:32.230 --> 03:34.170 Immer mehr Staub gelangt in die Atmosphäre. 03:36.850 --> 03:40.230 Wissenschaftler registrieren mit Sorge, dass die Staubproduktion der 03:40.230 --> 03:43.090 Wüsten weltweit um ein Drittel zugenommen hat. 03:45.230 --> 03:49.350 Das wird erst wichtig, wenn man sich klarmacht, welchen Anteil der 03:49.350 --> 03:53.370 Mineralstaub an der Gesamtstaubbelastung der Atmosphäre hat. 03:54.210 --> 03:59.050 Staub ist die wesentliche Aerosolquelle, also Mineralstaub. 03:59.230 --> 04:02.990 Die zweitgrößte wären Seesalzpartikel, die aber über dem Kontinent 04:02.990 --> 04:04.250 keine große Rolle spielen. 04:04.970 --> 04:09.470 Und das sind riesige Mengen, das sind also vielleicht ein, zwei 04:09.470 --> 04:12.590 Gigatonnen pro Jahr, also Milliarden Tonnen pro Jahr. 04:12.730 --> 04:16.230 Das ist viel mehr, als der Mensch an Masse produziert. 04:16.770 --> 04:19.910 Und deswegen hat das auch sicher einen großen Effekt auf Wetter und 04:19.910 --> 04:20.270 Klima. 04:25.550 --> 04:29.230 Seit den 70er Jahren hat die Stärke und Häufigkeit tropischer 04:29.230 --> 04:31.030 Wirbelstürme rasant zugenommen. 04:31.030 --> 04:35.150 Die Zahl von Hurricanes der Stärken 4 und 5 hat sich beinahe 04:35.150 --> 04:35.650 verdoppelt. 04:36.210 --> 04:38.230 Hauptsächlich betroffen davon sind die Amerikaner. 04:39.150 --> 04:42.370 Noch weiß niemand genau, warum es immer mehr Hurricanes gibt. 04:50.100 --> 04:53.740 Die Atmosphärenforscher haben ein interessantes Phänomen beobachtet. 04:54.760 --> 04:58.440 Etwa ein Drittel bis zur Hälfte des Sahara-Staubes gerät in eine Art 04:58.440 --> 04:59.240 Autobahn. 05:00.260 --> 05:03.440 Getragen von Passatwinden weht er Richtung Florida. 05:10.680 --> 05:15.100 Die Wirbelstürme bilden sich über warme Meer, häufig im Golf von 05:15.100 --> 05:15.560 Mexiko. 05:16.580 --> 05:20.680 Je wärmer die Wasseroberfläche, je kühler die Luft darüber, desto 05:20.680 --> 05:21.660 kräftiger der Hurricane. 05:22.860 --> 05:25.720 Kann es also sein, dass es einen Zusammenhang zwischen der 05:25.720 --> 05:27.580 Sandautobahn und den Hurricanes gibt? 05:28.240 --> 05:32.880 Das bedeutet, er wird genau in die Gegend ausgebreitet, die man im 05:32.880 --> 05:35.020 Englischen die Hurricane Alley nennt. 05:35.020 --> 05:39.260 Also die Straße, in der die Hurricanes gebildet werden, weil dort die 05:39.260 --> 05:44.180 Meersoberflächentemperatur nördlich von Südamerika extrem hoch ist. 05:44.380 --> 05:47.820 Und genau in der Richtung wird auch der Staub geblasen. 05:48.420 --> 05:51.480 Und die große Frage, die vor allen Dingen die Amerikaner, die es dann 05:51.480 --> 05:55.260 weitgehend trifft, interessiert, ist, wie stark werden die Hurricanes? 05:55.980 --> 05:58.440 Die Bildung der Hurricanes und die Entwicklung, die Stärke der 05:58.440 --> 06:02.960 Hurricanes, von dem Zustrom von Sahara-Staub beeinflusst. 06:04.240 --> 06:07.800 Der Staub in der Atmosphäre ist bisher kaum untersucht. 06:08.420 --> 06:10.740 Einfach, weil er lange nicht ernst genommen wurde. 06:12.040 --> 06:16.320 Als man das CO2-Problem erkannt hatte, wurden erste Klimamodelle 06:16.320 --> 06:16.760 entworfen. 06:17.580 --> 06:21.720 Und die stimmten nicht, weil sie viel zu starke Temperaturanstiege 06:21.720 --> 06:22.420 voraussagten. 06:24.120 --> 06:27.080 Bei ihrer Berechnung hatten die Wissenschaftler die Rolle der 06:27.080 --> 06:30.260 Aerosole, also der Staubpartikel, ignoriert. 06:31.160 --> 06:33.540 Genau diese Frage stellt sich heute. 06:34.360 --> 06:37.540 Wie wirkt sich der Mineralstaub auf Klima und Wetter aus? 06:40.520 --> 06:44.240 Das Deutsche Institut für Luft- und Raumfahrt in Oberpfaffenhofen. 06:45.000 --> 06:48.360 Das Forschungsflugzeug Falcon wird für eine Expedition nach Marokko in 06:48.360 --> 06:49.500 die Sahara vorbereitet. 06:50.460 --> 06:53.820 Die Falcon ist Teil einer großen und außergewöhnlichen Forschungsreise 06:53.820 --> 06:54.460 in die Wüste. 06:55.240 --> 06:58.840 Zum ersten Mal rücken Wissenschaftler aus, um die Wirkung des 06:58.840 --> 07:00.380 fliegenden Sandes zu erforschen. 07:01.920 --> 07:05.240 40 Atmosphärenphysiker, Geologen, Mineralogen. 07:06.140 --> 07:08.840 Ein international einmaliges Projekt der Deutschen 07:08.840 --> 07:09.920 Forschungsgesellschaft. 07:10.480 --> 07:14.640 Samum haben sie es genannt, so wie die Araber den heißen Wüstensturm 07:14.640 --> 07:14.900 nennen. 07:15.840 --> 07:19.100 Der Physiker Alexander Petzold beschäftigt sich schon länger mit den 07:19.100 --> 07:20.620 Staubausbrüchen in der Sahara. 07:20.620 --> 07:24.640 Jetzt hat er die Chance, dass einige seiner Fragen endlich beantwortet 07:24.640 --> 07:24.840 werden. 07:25.680 --> 07:28.420 Wie verändert sich der Staub während der Anhebung? 07:28.820 --> 07:30.340 Welche Eigenschaften hat er in Bodennähe? 07:30.400 --> 07:32.280 Welche Eigenschaften hat er in größerer Höhe? 07:32.960 --> 07:36.420 Und wie verändern sich die Staub-Eigenschaften, insbesondere die, die 07:36.420 --> 07:38.680 für die Klimawirkung relevant sind? 07:38.740 --> 07:42.440 Wie verändern die sich zum Beispiel während des Transports aus der 07:42.440 --> 07:49.580 Sahara, aus Quellregionen über Marokko auf den Atlantik hinaus? 07:51.240 --> 07:55.300 Das Flugzeug ist mit fast einer Tonne Spezialgeräten ausgestattet. 07:55.920 --> 07:58.360 An beide Tragflächen werden außen Laser montiert. 07:59.320 --> 08:03.180 Die Falcon ist das einzige europäische Forschungsflugzeug, das die 08:03.180 --> 08:05.080 gesamte Troposphäre erkunden kann. 08:06.020 --> 08:09.000 Das heißt, sie kann bis etwa zwölf Kilometer Höhe noch exakte 08:09.000 --> 08:09.880 Messungen durchführen. 08:11.160 --> 08:14.780 Das Spezialflugzeug hat eine komplette meteorologische Ausrüstung an 08:14.780 --> 08:14.980 Bord. 08:14.980 --> 08:17.460 Das Besondere aber sind die Laser. 08:18.180 --> 08:21.180 Nicht nur an der Tragfläche, auch im Innenraum ist einer installiert. 08:22.000 --> 08:24.380 Mithilfe dieser Laser soll während des Fluges durch die 08:24.380 --> 08:27.480 Staubschichten, deren Dicke und Höhe exakt vermessen werden. 08:30.500 --> 08:34.120 Tagelang wird alles sorgfältig überprüft, denn in Marokko werden 08:34.120 --> 08:37.120 Reparaturen an den hochempfindlichen Geräten schwierig sein. 08:43.120 --> 08:45.940 Es ist eine Forschungsreise ins Ungewisse. 08:46.700 --> 08:49.800 Die deutschen Wissenschaftler sind gespannt, was sie vor Ort erwartet 08:49.800 --> 08:51.860 und was ihre Messungen ergeben werden. 08:54.320 --> 08:58.820 Die Oasenstadt Kwasar Saate liegt südlich eng am Fuß des 08:58.820 --> 08:59.700 Atlasgebirges. 09:00.540 --> 09:04.040 Hier beginnt die größte Wüste der Erde, die Sahara. 09:06.940 --> 09:10.920 Auch wenn sie mit bloßem Auge nur am Boden zu erkennen ist, eine 09:10.920 --> 09:13.120 Staubschicht liegt über der gesamten Wüste. 09:13.900 --> 09:17.260 Direkt am kleinen Flughafen von Kwasar Saate haben die deutschen 09:17.260 --> 09:19.780 Wissenschaftler eine ihrer Messstationen aufgebaut. 09:20.480 --> 09:23.700 Sie brauchen viel Strom, denn die Messgeräte müssen nicht nur mit 09:23.700 --> 09:26.460 Energie versorgt, sondern auch ständig gekühlt werden. 09:27.080 --> 09:30.140 Zwei riesige Hochenergie-Laser haben die Wissenschaftler in 09:30.140 --> 09:31.520 Spezialkontainern mitgebracht. 09:32.360 --> 09:36.180 Und jeden Tag bangen sie aufs Neue, ob alles funktioniert, bei 40 Grad 09:36.180 --> 09:36.620 im Schatten. 09:37.280 --> 09:40.800 Die Hitze ist unser größter Feind, dann kommt der Sand natürlich als 09:40.800 --> 09:44.440 zweites, fast genauso Schlimmes, der überall eindringt und alle 09:44.440 --> 09:48.200 beweglichen Teile stört, sodass wir uns schon mal aus dem Container 09:48.200 --> 09:52.120 ausgesperrt haben, weil der Sand in das Schloss eingedrungen war und 09:52.120 --> 09:53.120 wir nicht mehr reinkamen. 09:56.460 --> 10:00.860 Der in einem Container untergebrachte große LIDAR-Laser funktioniert 10:00.860 --> 10:02.420 nach einem einfachen Prinzip. 10:03.180 --> 10:04.740 Er misst mit Lichtreflexion. 10:09.140 --> 10:12.960 Über eine Öffnung an der Seite schießt das Laserlicht heraus und wird 10:12.960 --> 10:15.000 über Spiegel in die Atmosphäre gelenkt. 10:21.080 --> 10:24.200 Das Ganze in kurzen Impulsen von 10 Nanosekunden. 10:25.100 --> 10:27.940 Nach 30 Mikrosekunden kommt der nächste Lichtpuls. 10:43.390 --> 10:46.370 Das Laserlicht breitet sich in die Atmosphäre aus. 10:47.310 --> 10:50.770 Es trifft dort auf die Sandpartikel und die streuen das Licht wieder 10:50.770 --> 10:51.110 zurück. 10:51.970 --> 10:56.170 Ein großes Teleskop fängt das reflektierte Licht auf und lenkt es auf 10:56.170 --> 10:56.950 einen Detektor. 10:58.270 --> 10:59.870 Der misst das elektronische Signal. 11:00.590 --> 11:04.270 Viel Licht, viel Signal, wenig Licht, wenig Signal. 11:04.990 --> 11:08.890 Sind viele Partikel in der Luft, die reflektieren, dann kommt viel 11:08.890 --> 11:09.370 Licht zurück. 11:10.050 --> 11:13.410 Sind wenig Partikel in der Luft, dann kommt wenig Licht zurück. 11:16.990 --> 11:20.470 Anhand der Zeit, die das Licht braucht, bis es zurückkommt, kann man 11:20.470 --> 11:23.370 auch die Entfernung der verschiedenen Partikelschichten vom Boden 11:23.370 --> 11:23.730 bestimmen. 11:30.770 --> 11:35.250 Die Forscher vermessen den Raum zwischen 400 Metern und 60 Kilometer 11:35.250 --> 11:35.570 Höhe. 11:39.990 --> 11:42.630 Für die Messungen haben sie nur drei Wochen Zeit. 11:43.270 --> 11:46.170 Bis zur ganz großen Sommerhitze müssen die Wissenschaftler fertig 11:46.170 --> 11:46.430 sein. 11:47.230 --> 11:50.510 50 Grad und mehr, das halten die Laser nicht aus. 11:52.210 --> 11:57.090 Wir haben etwa die letzten 10, 15 Jahre daran gearbeitet, an 11:57.090 --> 11:59.530 verschiedenen Stellen, vor allen Dingen an mehreren deutschen 11:59.530 --> 12:00.230 Universitäten. 12:00.230 --> 12:05.630 Und gemeinsam einen Park von solchen LiDA-Instrumenten, wir haben 12:05.630 --> 12:09.670 insgesamt drei Stück hier mit verschiedenen Eigenschaften entwickelt, 12:10.130 --> 12:13.730 die nun zum ersten Mal an einem Ort zusammen messen und damit auch 12:13.730 --> 12:17.890 insgesamt mehr messen können, als sie einzeln messen können, weil sie 12:17.890 --> 12:18.300 auch zusammenarbeiten. 12:18.930 --> 12:22.310 Das hat es auch noch nie gegeben, dass zwei LiDA-er zusammenarbeiten, 12:22.990 --> 12:25.270 um gemeinsam den Informationsskal zu erhöhen. 12:29.400 --> 12:32.800 Der Arbeitstag der Wissenschaftler beginnt morgens um sechs. 12:34.120 --> 12:37.680 Eine Gruppe vom Leipziger Institut für Troposphärenforschung arbeitet 12:37.680 --> 12:40.000 im Hangar direkt neben den Laserkontainern. 12:40.900 --> 12:44.100 Sie haben ein kleines Turboprop-Flugzeug mit einem Sonnenfotometer 12:44.100 --> 12:46.660 ausgerüstet, um die Sonnenstrahlung zu messen. 12:48.000 --> 12:51.260 Wie viel Sonnenenergie dringt überhaupt durch die Staubschicht über 12:51.260 --> 12:52.120 der Wüste hindurch? 12:52.980 --> 12:55.080 Wie viel wird reflektiert oder gespeichert? 12:55.080 --> 12:59.640 Dieses Instrument wurde extra für das Forschungsprojekt SAMUM 12:59.640 --> 13:00.200 entwickelt. 13:01.240 --> 13:05.960 Das Besondere, das Sonnenfotometer spaltet die Sonnenstrahlen in ihre 13:05.960 --> 13:06.960 Komponenten auf. 13:07.880 --> 13:11.420 Das kleine Flugzeug ist eine Ergänzung zum Forschungsflugzeug Falcon. 13:12.360 --> 13:14.300 Diese ist in Casablanca stationiert. 13:14.960 --> 13:17.300 Dort gibt es einen größeren, gekühlten Hangar. 13:17.300 --> 13:21.980 In der Wüstensonne auf dem Flughafen am Rande der Sahara wären die 13:21.980 --> 13:25.880 elektronischen Geräte, vor allem die Laser, einem gewaltigen Hitzestau 13:25.880 --> 13:28.160 ausgesetzt und würden recht bald ausfallen. 13:29.580 --> 13:33.940 Darum landet die Falcon in Quasarzate nur kurz, um die Wissenschaftler 13:33.940 --> 13:34.560 aufzunehmen. 13:39.690 --> 13:43.330 Die Falcon fliegt nach den Anweisungen der Kollegen am Boden. 13:48.380 --> 13:51.860 Gleichsam, immer um den großen Laserstrahl vom Boden herum, schraubt 13:51.860 --> 13:55.160 sich das Flugzeug nach oben bis auf eine Höhe von 10 Kilometern. 13:56.560 --> 13:59.800 Man misst dabei ständig die Dicke der Staubschicht mit ihren Lasern an 13:59.800 --> 14:02.460 den Tragflächen und senkrecht aus dem Innenraum. 14:09.790 --> 14:13.750 Es gibt eine exakte Routenplanung, ausgerichtet nach aktuellen 14:13.750 --> 14:17.870 Staubbewegungen, die von mehreren Satellitenstationen ständig gemeldet 14:17.870 --> 14:18.070 werden. 14:19.930 --> 14:23.550 Die Flugdaten dienen auch zur Überprüfung der Daten aus der 14:23.550 --> 14:24.170 Bodenmessung. 14:25.250 --> 14:28.350 Interessant ist für die Forscher dabei, dass die Laser außen an den 14:28.350 --> 14:32.170 Tragflächen auch waagerecht in die Staubschichten hineinschießen und 14:32.170 --> 14:34.530 dadurch noch zusätzliche Messergebnisse liefern. 14:36.350 --> 14:38.590 Auch die Turboprop ist in der Luft. 14:39.290 --> 14:42.570 So tief wie möglich fliegt das kleine Flugzeug über den Wüstenboden. 14:42.570 --> 14:46.010 Dort, wo die anderen mit ihren Messgeräten nicht hinkommen, 14:46.610 --> 14:49.530 registriert es die Intensität der Sonnenstrahlung, die die 14:49.530 --> 14:50.590 Staubschicht durchdringt. 14:52.170 --> 14:55.710 Für die Wissenschaftler ist diese Dreierkombination ideal. 14:56.390 --> 14:59.890 Alle messen zur selben Zeit in verschiedenen Höhen dasselbe Ereignis. 15:01.570 --> 15:05.010 So ergibt sich ein nahezu perfekter Datensatz über die schwebende 15:05.010 --> 15:05.350 Wüste. 15:07.670 --> 15:11.110 Nach etwa zwei Stunden Flugzeit kommen die Forscher nach Kwasarsate 15:11.110 --> 15:11.510 zurück. 15:14.410 --> 15:16.690 Und dann ist da noch jemand unterwegs. 15:17.490 --> 15:18.870 Der Satellit Kalypso. 15:19.570 --> 15:22.690 Vor ein paar Monaten hat die NASA ihn in seine Umlaufbahn gebracht. 15:23.710 --> 15:27.070 Die Amerikaner interessieren sich brennend für den Wüstenstaub in der 15:27.070 --> 15:27.590 Atmosphäre. 15:28.870 --> 15:31.990 Kalypso ist ein extra für die Aerosolforschung entwickelter 15:31.990 --> 15:32.950 Lasersatellit. 15:33.970 --> 15:38.130 In 800 Kilometern Höhe zieht er seine Bahn, schießt seinen Laserstrahl 15:38.130 --> 15:42.130 herunter und vermisst so die wandernden Staubteppiche von oben aus dem 15:42.130 --> 15:42.330 All. 15:43.310 --> 15:47.990 Im engen Feld wie ein Laserpointer folgt er dem Sahara-Sand über 5000 15:47.990 --> 15:50.470 Kilometer bis in die Hurricane-Zonen. 15:53.690 --> 15:56.830 Wir wissen, dass das Wetter an einem bestimmten Ort von Faktoren 15:56.830 --> 16:00.530 beeinflusst wird, die an einem anderen Ort entstehen, weil die 16:00.530 --> 16:01.270 Partikel wandern. 16:02.090 --> 16:04.890 Und Kalypso erlaubt uns endlich einen Blick in die Entstehung dieser 16:04.890 --> 16:05.250 Schichten. 16:06.150 --> 16:08.570 Nur wenn wir mehr wissen, können wir darauf reagieren. 16:14.810 --> 16:17.170 Das allerdings wird noch lange dauern. 16:18.210 --> 16:20.110 Erst einmal müssen genug Daten gesammelt werden. 16:20.770 --> 16:24.490 Noch weiß niemand, wie diese Staubschicht genau aussieht und wie dick 16:24.490 --> 16:24.930 sie ist. 16:26.950 --> 16:30.330 Nach jedem Flug treffen sich die deutschen Wissenschaftler im Hangar, 16:30.650 --> 16:32.810 um die Messungen vorläufig auszuwerten. 16:32.810 --> 16:36.550 Und dabei gibt es bereits erste Ergebnisse, die alle überraschen. 16:37.410 --> 16:41.130 Die Grafiken, errechnet aus den ganzen Laserdaten, zeigen ein 16:41.130 --> 16:42.070 interessantes Bild. 16:42.730 --> 16:46.570 Die Staubschicht über der Wüste ist 5 Kilometer dick, sehr konstant 16:46.570 --> 16:48.910 und an ihrer Obergrenze scharf abgeschlossen. 16:49.410 --> 16:53.450 Das bedeutet, je kompakter die Schicht ist, desto weiter kann sie 16:53.450 --> 16:53.810 wandern. 16:54.850 --> 16:59.070 Das Atlasgebirge links auf dem Bild wirkt für den Staub wie eine 16:59.070 --> 16:59.470 Rampe. 17:00.250 --> 17:02.910 Er schießt über die Berge hinaus auf den Atlantik. 17:06.080 --> 17:11.200 Wir haben gemessen, wie stark die Sonnenstrahlung in der Staubschicht 17:11.200 --> 17:12.360 geschwächt wird. 17:12.360 --> 17:18.540 Und da kam also raus, dass wir 20 bis 25 Prozent Schwächung innerhalb 17:18.540 --> 17:20.140 dieser Staubschicht hatten. 17:20.440 --> 17:25.580 Und das ist also ein recht hoher Wert, den wir so nicht unbedingt 17:25.580 --> 17:26.260 erwartet hatten. 17:27.500 --> 17:29.520 Aber was passiert mit dem Licht? 17:30.180 --> 17:34.180 Wird es einfach nur reflektiert oder vielleicht auch absorbiert, also 17:34.180 --> 17:36.220 in der Staubschicht als Wärme gespeichert? 17:37.060 --> 17:39.640 Einen Hinweis gibt die Größe der Partikel. 17:40.500 --> 17:42.600 Auch hier wurden die Wissenschaftler überrascht. 17:43.280 --> 17:46.240 Die Partikel sind relativ groß für atmosphärische Verhältnisse. 17:46.780 --> 17:50.740 2 bis 3 Mikrometer, das sind 2 bis 3 tausendstel Millimeter. 17:52.200 --> 17:56.700 Zur Verdeutlichung, diese Stechmücke ist 20 Millimeter groß, der 17:56.700 --> 17:59.540 Sandpartikel auf ihr etwa 4 bis 5 Mikrometer. 18:00.420 --> 18:03.840 Dadurch, dass diese Partikel größer sind, haben sie eine größere 18:03.840 --> 18:06.260 Querschnittsfläche, das kann man sich ja leicht überlegen. 18:06.940 --> 18:11.800 Und die Querschnittsfläche ist das Kriterium, was die Sonnenstrahlung 18:11.800 --> 18:13.540 natürlich stark beeinflusst. 18:14.940 --> 18:17.700 Wenn man also einen großen Querschnitt hat, der der Sonnenstrahlung im 18:17.700 --> 18:19.660 Weg ist, hat man mehr Reflexionen. 18:20.340 --> 18:24.260 Und deswegen ist die Größe also ein sehr entscheidender Parameter, um 18:24.260 --> 18:28.460 die Strahlungswirkung der Staubpartikel einzuschätzen. 18:28.460 --> 18:32.000 Und die LIDAR-Messungen haben noch etwas gezeigt. 18:32.600 --> 18:33.900 Eine starke Wolkenbildung. 18:34.700 --> 18:38.600 Wolken bedeuten eine Abkühlung, weil sie Sonnenstrahlung reflektieren. 18:39.500 --> 18:41.820 Es wird also kühler am Boden in der Wüste. 18:44.780 --> 18:49.320 Wenn sich dann am oberen Ende dieses staubgefüllten Raums Wolken 18:49.320 --> 18:52.520 bilden, weil die Temperatur hinreichend kalt geworden ist, dann finden 18:52.520 --> 18:58.860 wir sehr häufig in diesen Wolken, die knapp unter 0 Grad gebildet 18:58.860 --> 19:00.240 werden, Eispartikel. 19:00.540 --> 19:01.600 Das war eine große Überraschung. 19:02.760 --> 19:05.600 Es kann über der Wüste regnen oder schneien. 19:06.300 --> 19:09.540 Auch wenn der Niederschlag nie den Boden erreicht, weil er in der 19:09.540 --> 19:11.200 großen Hitze vorher verdunstet. 19:12.040 --> 19:15.460 Der Verursacher der Wolken ist der hochgeschleuderte Sandstaub. 19:17.360 --> 19:18.760 Die Erklärung? 19:19.420 --> 19:22.460 Manche der winzigen Staubmineralien wirken als Kondensationskeime. 19:24.200 --> 19:27.200 Das bedeutet, Wasserdampf der Luft lagert sich an. 19:27.900 --> 19:29.120 Kühlende Wolken entstehen. 19:31.260 --> 19:33.300 Da ist aber auch die gegenläufige Entwicklung. 19:33.960 --> 19:36.980 Es gibt im Wüsten Staubpartikel, die nehmen schneller als andere 19:36.980 --> 19:39.680 Sonnenstrahlen Energie auf und speichern sie. 19:39.680 --> 19:41.560 Was überwiegt? 19:41.740 --> 19:43.900 Der kühlende oder ein wärmender Effekt? 19:44.700 --> 19:46.920 Aus welchen Mineralien besteht der Staubteppich? 19:48.580 --> 19:51.740 Diese Fragen möchte ein zweites AMUM-Team beantworten. 19:52.560 --> 19:55.780 Sie sind tiefer in die Wüste gefahren, zum südlichsten Zipfel 19:55.780 --> 19:57.800 Marokkos, an die algerische Grenze. 19:58.540 --> 19:59.810 Hier liegt die zweite Forschungsstation. 20:08.190 --> 20:12.510 Dr. Konrad Kandler ist Experte für Umweltmineralologie. 20:13.550 --> 20:16.610 Er und seine Kollegen haben eine komplexe Staubsammelstation 20:16.610 --> 20:20.050 aufgebaut, mitten in der Dünenlandschaft der Sahara. 20:21.870 --> 20:25.330 Der Forschungscontainer ist gespickt mit verschiedenen Instrumenten, 20:25.610 --> 20:28.690 die Luft ansaugen und dabei die Staubpartikel einfangen. 20:30.650 --> 20:33.710 Dabei werden sie durch verschiedene Spezialfilter nach Größen 20:33.710 --> 20:34.530 vorsortiert. 20:35.450 --> 20:40.370 Denn das Ziel ist es, am Ende ein repräsentatives Bild der vorhandenen 20:40.370 --> 20:41.570 Mineralien zu bekommen. 20:43.950 --> 20:48.450 Eisenhaltige Mineralien sind die überwiegenden Absorptionsträger in 20:48.450 --> 20:53.770 der Atmosphäre und entfernen dieses kurzwellige Licht aus der solaren 20:53.770 --> 20:54.470 Einstrahlung. 20:54.590 --> 20:57.830 Das führt dazu, dass es in der Atmosphäre wärmer wird und am Boden 20:57.830 --> 20:58.870 etwas kühler. 20:58.870 --> 21:05.090 In der Summe führt aber jegliche Absorption an Aerosolpartikeln dazu, 21:05.630 --> 21:08.050 dass die Atmosphäre als Ganzes sich erwärmt. 21:11.900 --> 21:15.740 Die Staubsammler auf dem Containerdach erreichen die Schicht bis vier 21:15.740 --> 21:16.680 Meter über dem Boden. 21:17.720 --> 21:20.640 Dazu kommen Staubproben, die die beiden Flugzeuge gesammelt haben. 21:21.640 --> 21:24.920 Noch nie sind Staubpartikel so umfassend auf ihre Form und 21:24.920 --> 21:27.080 mineralische Zusammensetzung untersucht worden. 21:27.080 --> 21:31.280 Aber nur so lässt sich die Wirkung auf das Klima feststellen. 21:32.780 --> 21:36.380 Ein Teil der Partikel landet über ein Rohrsystem direkt im Container. 21:37.460 --> 21:39.800 Hier lassen sich zunächst nur ein paar Eigenschaften messen. 21:40.380 --> 21:42.500 Neben der Größe ist auch das Gewicht interessant. 21:43.820 --> 21:46.520 Die Partikel werden auf verschiedene Filterplättchen geleitet. 21:47.440 --> 21:50.720 Jede einzelne Filterprobe wird gewogen und dann, später in 21:50.720 --> 21:53.980 Deutschland, unter dem Röntgenmikroskop auf ihre chemische 21:53.980 --> 21:55.200 Zusammensetzung untersucht. 21:55.840 --> 21:59.680 Um zu sehen, welche der Aerosolpartikel eher zur Wolkenbildung 21:59.680 --> 22:03.600 beitragen und welche nicht, wird ihr Feuchtewachstum getestet. 22:04.560 --> 22:08.300 Die Partikel werden mit diesem Gerät künstlich befeuchtet, um zu 22:08.300 --> 22:11.980 sehen, wie weit und wie unterschiedlich sie aufquellen, wenn sie mit 22:11.980 --> 22:14.180 zunehmender Luftfeuchtigkeit in Berührung kommen. 22:16.820 --> 22:20.360 In einem kleinen Wüstenhotel haben die deutschen Wissenschaftler ein 22:20.360 --> 22:21.620 Behelfslabor eingerichtet. 22:22.720 --> 22:26.100 Konrad Kantler untersucht täglich die Proben aus dem Staubsammler 22:26.100 --> 22:27.280 unter dem Mikroskop. 22:28.000 --> 22:31.060 Hier landet der Staub nicht auf Filtern, sondern auf beschichteten 22:31.060 --> 22:31.900 Kupferplättchen. 22:40.390 --> 22:42.770 Mineralien haben unterschiedliche Farben. 22:43.890 --> 22:46.550 Das heißt, sie absorbieren das Licht in unterschiedlichen 22:46.550 --> 22:46.910 Wellenbereichen. 22:48.850 --> 22:52.770 Dunkle Partikel fangen viel Sonnenlicht ein, weiße Partikel lassen 22:52.770 --> 22:53.650 mehr Licht passieren. 22:55.350 --> 23:00.370 Unter dem Lichtmikroskop lassen sich die Partikel bis auf das 250 23:00.370 --> 23:02.070 -Fache vergrößern. 23:02.290 --> 23:07.210 Man sieht rein qualitativ, dass die Teilchen sich unterscheiden in 23:07.210 --> 23:08.910 ihrer mineralischen Zusammensetzung. 23:09.390 --> 23:13.630 Aber das ist nicht sehr leicht zu identifizieren, welche Minerale hier 23:13.630 --> 23:14.130 vorliegen. 23:14.130 --> 23:18.230 Deswegen nutzen wir die Bilder aus dem Mikroskop ausschließlich dazu, 23:19.890 --> 23:23.290 die physikalischen Grundeigenschaften des Aerosolkörpers zu 23:23.290 --> 23:24.090 charakterisieren. 23:24.330 --> 23:28.610 Also wir zählen am Mikroskop nur, wie viele Partikel von welcher Größe 23:28.610 --> 23:29.270 vorhanden sind. 23:30.550 --> 23:34.090 Registriert und verpackt geht der Wüstenstaub auf die Reise. 23:34.750 --> 23:35.470 Nach Deutschland. 23:40.880 --> 23:44.240 Im Labor der Technischen Universität Darmstadt. 23:45.120 --> 23:47.600 Konrad Kandler bereitet die chemischen Analysen vor. 23:48.340 --> 23:51.300 Er arbeitet mit einem modernen Rasterelektronenmikroskop. 23:51.900 --> 23:55.120 Es kann Objekte von weniger als einem Millionsten Millimeter sichtbar 23:55.120 --> 23:55.380 machen. 23:57.240 --> 24:01.160 Ein scharf gebündelter Elektronenstrahl tastet die Staubpartikel ab. 24:02.440 --> 24:05.740 Die so gewonnenen Daten kann der Computer in ein sichtbares Bild 24:05.740 --> 24:06.280 umwandeln. 24:06.280 --> 24:10.760 Rund 700 Staubproben hat Kandler aus der Sahara mitgebracht. 24:11.600 --> 24:15.020 Monatelange Arbeit für ihn und seinen Kollegen Lothar Schütz, einem 24:15.020 --> 24:17.380 Aerosolexperten der Universität Mainz. 24:17.960 --> 24:20.100 Eine Art Riesenpuzzle mit Millionen Teilen. 24:21.600 --> 24:24.780 Das Mikroskop wertet die chemische Zusammensetzung aus. 24:27.060 --> 24:29.320 Welche Mineralverbindungen sind vorhanden? 24:30.360 --> 24:31.440 Welche in der Mehrzahl? 24:34.060 --> 24:40.780 Vermutet werden Calcium, Gips und Silikate. 24:50.850 --> 24:55.650 Die allerersten Untersuchungen der Marokkoproben haben gezeigt, dass 24:55.650 --> 25:00.290 der Anteil an calciumhaltigen Partikeln deutlich erhöht ist. 25:01.330 --> 25:05.570 Das war von der speziellen Geologie Nordwestafrikas her prinzipiell zu 25:05.570 --> 25:06.090 erwarten. 25:06.870 --> 25:09.930 Wir sind etwas erstaunt, dass es sich so deutlich zeigt. 25:10.970 --> 25:15.450 Das hat prinzipiell Auswirkungen auf die optischen Eigenschaften der 25:15.450 --> 25:19.990 Partikel, weil die Calciumsulfat und Calciumkarbonate deutlich mehr 25:19.990 --> 25:24.650 Licht streuen als die Silikate, die normalerweise die Majorität des 25:24.650 --> 25:25.850 Wüstenstaubs bilden. 25:26.950 --> 25:30.170 Die Lasermessungen scheinen sich also zu bestätigen. 25:30.950 --> 25:35.070 Konkret bedeutet das, durch den großen Calciumgehalt der Staubschicht 25:35.070 --> 25:37.690 über der Wüste wird viel Sonnenstrahlung reflektiert. 25:37.690 --> 25:42.130 Und das bedeutet wiederum, der Wüstenboden kühlt aus. 25:43.730 --> 25:46.610 Ein Kühlelement wird in das Mikroskop montiert. 25:47.430 --> 25:49.390 Noch eine wichtige Frage soll geklärt werden. 25:50.270 --> 25:52.550 Welche Partikel befördern die Wolkenbildung? 25:53.830 --> 25:56.790 An welchem setzt sich Wasserdampf leicht an, an welchem nicht? 25:58.090 --> 26:01.370 Unter dem Mikroskop wird Feuchtigkeit zugeführt und dann gekühlt. 26:02.190 --> 26:05.050 Der Wasserdampf soll zu Eis und damit sichtbar werden. 26:07.770 --> 26:09.550 Diese Eiskeimforschung ist noch jung. 26:10.230 --> 26:13.050 Bisher ist bekannt, dass die chemische Zusammensetzung der Partikel 26:13.050 --> 26:16.190 eine große Rolle spielt für ihre Fähigkeit, Wolken zu bilden. 26:17.190 --> 26:18.610 Ein zweiter Aspekt ist die Form. 26:19.410 --> 26:22.270 Das Eis bildet sich schneller an Mineralien mit vielen Kanten. 26:23.250 --> 26:26.590 Man weiß zum Beispiel, dass Silikate gute Eiskernbilder sind. 26:27.310 --> 26:30.130 Und die sind im Wüstenstaub zahlenmäßig stark vertreten. 26:30.130 --> 26:33.830 In der Staubschicht, die von der Sahara über Teneriffa Richtung 26:33.830 --> 26:37.750 Atlantik zieht, wurden 70 bis 80 Prozent Silikate gemessen. 26:38.410 --> 26:42.090 Viele Silikate, das kann bedeuten, mehr Wolken über dem Atlantik. 26:42.870 --> 26:46.110 Noch sind längst nicht alle Daten ausgewertet und interpretiert. 26:46.890 --> 26:50.690 Eine erste vorsichtige Aussage über die schwebende Wüste ist bereits 26:50.690 --> 26:51.030 möglich. 26:51.030 --> 26:57.010 Ein allererstes Ergebnis erster Simulation gehen wir davon aus, dass 26:57.010 --> 27:02.990 wohl über den Wüsten eine Abkühlung stattfindet durch den Staub und 27:02.990 --> 27:04.770 über den Ozean eine Erwärmung. 27:06.390 --> 27:09.650 Eine Erwärmung der Luftmassen über der warmen Meeresoberfläche durch 27:09.650 --> 27:14.570 den Wüstenstaub heißt, mehr Wolken, es regnet früher, es gibt weniger 27:14.570 --> 27:15.210 Verdunstung. 27:15.210 --> 27:19.630 Und das hat einen überraschenden Effekt, denn ein Hurrikan bekommt 27:19.630 --> 27:21.890 seine Energie vom aufsteigenden Wasserdampf. 27:22.790 --> 27:26.710 Weniger Wasserdampf bedeutet weniger Luftzirkulation, die Luftschicht 27:26.710 --> 27:27.990 über dem Meer beruhigt sich. 27:28.790 --> 27:31.930 Und darum, so vermuten die Wissenschaftler, kann es sein, dass der 27:31.930 --> 27:35.830 Sahara -Staub die Bildung von Hurrikans nicht fördert, sondern sogar 27:35.830 --> 27:36.390 dämpft. 27:42.570 --> 27:45.890 Weitere Informationen finden Sie auf unserer Homepage.