Die letzten Wochen brachten ganz apriltypisch abwechslungsreiches Wetter mit sich. Stürmische Winde, Wärmerekorde, Starkregen und Kaltlufteinbrüche sind im aktuellen Wettergeschehen häufig anzutreffen.

In dieser lebhaften Atmosphäre bleibt im Moment auch immer wieder ein dunstiger, trüber oder orange-gelblicher Eindruck zurück: Es sind die optischen Effekte des Saharastaubs, der im Moment Hochsaison hat und aktuell häufig zu beobachten ist.

Partikel bleiben lange in der Luft

Der Transport von Saharastaub in entfernte Gebiete ist ein Prozess der globalen atmosphärischen Zirkulation, den es so schon immer gegeben hat. Treten starke Winde in Bodennähe über einer Wüste auf, so wird Staub aufgewirbelt, der anschliessend mit dem Höhenwind wegtransportiert wird.

Da die Staubpartikel sehr fein sind, können sie über lange Zeit schwebend in der Atmosphäre bleiben und werden zum Teil erst durch Niederschlag aus der Luft wieder an den Boden zurückgebracht.

Tiefdruckgebiet an der richtigen Stelle

Da die Sahara wie so viele Wüstenzonen auf der Erde im Bereich der Subtropen liegt, können die aufgewirbelten Staubmassen zwei Wege einschlagen. Entweder werden sie mit den Passatwinden nach Westen über den Atlantik geweht oder aber durch eine sogenannte Austrogung in die Westwindzirkulation integriert und dann bei einer entsprechenden Grosswetterlage in Richtung Mitteleuropa transportiert.

Damit dieser Transport in Richtung Alpenraum zustande kommt, braucht es ein ausgedehntes Tiefdruckgebiet über Westeuropa, das die Westwindzone vom Atlantik nach Süden, in Richtung Sahara, auslenkt und anschliessend als südliche oder südwestliche Strömung über das Mittelmeer zurück nach Mitteleuropa gelangen lässt. Solche Wetterlagen werden im Frühjahr (März bis Mai) und im Herbst (Oktober und November) am häufigsten beobachtet. Im Alpenraum führen sie dann auch häufig zu Südföhnlagen.

Staub ist von blossem Auge sichtbar

Der Staub, der es bis in die Schweiz schafft, kann vor allem während der besonders intensiven Ereignisse von blossem Auge beobachtet werden. Er kann aber auch systematisch gemessen werden, so beispielsweise auf dem Jungfraujoch, wo seit 2001 die Aerosol-Konzentration und ihre Eigenschaften kontinuierlich gemessen werden.

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Die Klimatologie dieser Messreihe zeigt, dass in der Zeit von 2001 bis 2023 rund 10 bis 35 Saharastaubereignisse registriert worden sind, was insgesamt einer Dauer von 200 bis 650 Stunden pro Jahr mit Saharastaub auf dem Jungfraujoch entspricht.

Staub wirkt sich ganz unterschiedlich aus

Ist der Staub einmal in der Schweiz angekommen, so sind die Auswirkungen sehr vielfältig und auch davon abhängig, auf welcher Höhe der Staub über die Schweiz zieht. Ist die Staubkonzentration in den tiefen Schichten der Atmosphäre hoch, so ist der Mensch den Aerosolen direkt ausgesetzt, und es können gesundheitliche Beschwerden auftreten.

Zudem lagert er sich durch die sogenannte Trockendeposition als oranger oder bräunlicher Staubfilm auf dem Boden ab, was besonders auf hellen Oberflächen wie Schnee, Eis oder auch Fensterscheiben auffällig ist.

Wird der Staub durch Niederschlag «heruntergewaschen» (man spricht dabei von Nassdeposition), lagert sich ebenfalls ein Staubfilm ab, wobei die Staubpartikel jedoch mit dem Wasser besser in die Böden eindringen als bei der Trockendeposition.

Dies hat auch für die Landwirtschaft Konsequenzen, denn der Saharastaub enthält wertvolle Nährstoffe, so zum Beispiel Eisen und Phosphor. Eine Studie im Jahr 2015 hat beispielsweise gezeigt, dass der Transport von Staub von der Sahara ins Amazonasbecken essenziell für die Phosphorbilanz im Amazonas ist: Es werden jährlich etwa die gleichen Mengen an Phosphor aus Saharastaub im Amazonas abgelagert, wie durch die Verwitterung und Bodenerosion wieder ausgewaschen werden.

Staub liegt in der Luft

Doch auch auf die Atmosphäre selbst hat die hohe Staubkonzentration direkte Auswirkungen. Die Staubpartikel trüben die Luft, und es gelangt weniger Sonneneinstrahlung auf den Boden, wodurch sich die Luft weniger schnell erwärmt.

Die Staubpartikel dienen auch als Kondensationskeime, das heisst, es können sich mehr und dichtere Wolken bilden als bei gleichem Feuchtigkeitsgehalt in «sauberer» Luft. Als Konsequenz ergibt sich damit, dass der Wettercharakter während Saharastaubereignissen meist trüber und grauer ist als während Phasen ohne Staub.

Staubpartikel trüben das Wetter

Oft zeigt sich das Wetter bei hoher Staubkonzentration denn auch trüber und grauer als die Prognose, denn die Wettermodelle, auf denen die üblichen Prognosen basieren, kennen in ihren Algorithmen keine Staubpartikel. Prozesse wie die verstärkte Wolkenbildung, die erhöhte Trübung und die reduzierte Sonneneinstrahlung sind darum in den automatischen Prognosen nicht berücksichtigt. Es existieren zwar spezielle Modelle, die den Staubtransport und die Staubkonzentration in der Atmosphäre berechnen und prognostizieren können, diese laufen jedoch abgekoppelt von den «normalen» Wettermodellen.

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Saharastaub hat also viele Auswirkungen: Dreckige, staubige Fenster sind dabei wohl die mit der geringsten Tragweite. Vor allem wenn der Staub durch Niederschlag in die Böden gewaschen wird, ist er für das Ökosystem und die Landwirtschaft ein willkommener Nährstoffzuschlag. Im Wetter kann er jedoch immer wieder zu Fehlprognosen führen, insbesondere dann, wenn man sich nur auf die automatisierten Prognosen verlässt.