Der Saharastaub über Europa ist ein Wetterphänomen, das nicht nur Spuren auf Straßen, Autos, Mülltonnen, Briefkästen, Fahrradsätteln und Fensterscheiben hinterläßt.
Der Saharastaub, der weltweit unterwegs ist, ist reich an Mineralien. Das Calcium und Magnesium, das er enthält, dient z.B. den Regenwäldern Amazoniens als Dünger.
Man schätzt, dass aus der Sahara järlich eine Milliarde Tonnen Staub in die Atmosphäre geblasen werden.
Die Sahara ist aber nicht die einzige Stauberzeugerin. Es gibt noch andere Quellen. Ruß, Kohlenwasserstoffpartikel, Schwefelsäuretröpfchen sind das Ergebnis menschlicher Aktivitäten; neben dem Saharastaub ist Meersalz noch eine wichtige natürliche Staub-Quelle.
Staub kann nun nicht nur Mineralien enthalten, er sorgt auch dafür, dass es – Achtung! – überhaupt regnet.
Den besagten Zusammenhang zwischen Niederschlag und Staub untersuchen Forscherinnen und Forscher für Partikelchemie.
Staub bildet Aerosole. Das sind Schwebeteilchen. Aus der Virologie kennt man virale Aerosole als Krankheitsüberträger, in der Partikelchemie weiß man, dass Staub-Aerosole die Bildung von Regen, Schnee und Hagel beeinflussen.
Dass es Wolken braucht, damit es regnet, ist klar. Was aber geschehen muss, damit es regnet, ist nicht so klar. Selbst Forscherinnen und Forscher der Partikelchemie sind die daran beteiligten Abläufe nicht in allen Einzelheiten bekannt.
Einiges wissen sie aber schon.
Schaut man sich z.B. eine „kleine“ Gewitterwolke mit einer Größe von 10x10x5 km an, dann ist darin Wasser enthalten, das zusammengenommen einem Gewicht von über 500.000 Pkws entspricht. Die Energie, die in so einer „kleinen“ Wolke steckt, entspricht dabei der von einem Dutzend kleinerer Atombomben.
Kleine wie große Wolken, Wolken in geringerer oder größerer Entfernung vom Erdboden, haben eine Gemeinsamkeit: es gäbe sie nicht, ohne Aerosole.
Wolken sind nämlich nicht nur Wasserdampf, der durch Sonneneinstrahlung entsteht und dann immer höher steigt. In kälteren Luftschichten würde dieser Dampf einfach kondensieren und als Wasser wieder auf den Boden zurückfallen. Erst mit einem Aerosol-Kern gelingt es Wassermolekülen einen Regentropfen zu bilden. Aerosole fungieren dabei als eine Art Landeplatz.
Die Schwebeteilchen, auf denen die Wassermoleküle also „landen“, bilden mit diesen zusammen aber nur eine Art Fundament. Das für die Bildung eines Regentropfens erforderliche Wachstum erfolgt nicht dadurch, dass sich diesem Fundament einfach immer mehr Wassermoleküle anschließen. Die Verwandlung von Wolkentröpfchen zu richtigen Regentropfen ist das Ergebnis von Kollisionen vieler Wolkentröpfen.
Mit Hilfe eines einfachen Modells, kann man diesen Prozess ganz gut veranschaulichen.
Man nimmt eine Sprühflasche und besprüht eine senkrechte Fläche, z.B. eine Fensterscheibe, mit einem Nebel aus Wasser. Auf dieser Fläche bilden sich viele kleine Tröpfchen. Sprüht man anschließend noch einmal auf dieselbe Fläche, dann vereinigen sich einige kleine Tröpfen zu großen und laufen die senkrechte Fläche hinunter.
Versteht man nun diese senkrechte Fläche als eine zweidimensionale Wolke, dann ist das Herunterlaufen der dickeren Wassertropfen der Zeitpunkt, von dem man sagen würde, dass es jetzt regnet.
siehe auch: https://www.mpg.de/forschung/aerosole-und-wolken