Stof en zand boven zeeën en oceanen
Kees Floor, Schip en Werf De Zee, februari 2004. Zie ook de versie in Zenit.
Bij stof- en zandstormen denkt men al gauw aan de Sahara, Irak en andere woestijngebieden. Dat ook de scheepvaart ermee te maken kan krijgen en dan niet alleen vlak onder de kust, ligt minder voor de hand. Toch tonen satellietbeelden dat woestijnstof en -zand over grote afstanden door de wind worden meegevoerd en daardoor ook geregeld zichtbaar zijn boven de wereldzeeën. Zo voeren oosten- en zuidoostenwinden Saharazand over de kustlijnen van Marokko en Mauritanië naar de Atlantische Oceaan (figuur 1). Zuiden- en zuidwestenwinden doen het stof van diezelfde bron uitwaaien over de Middellandse Zee (figuur 2); westenwinden transporteren het naar de Rode Zee (figuur 3).
Figuur
1 |
Figuur
2: |
Satellietbeelden
Wolken van stof en zand liggen op de routinematig beschikbare zwart-witbeelden
van de Amerikaanse NOAA-satellieten en de Europese METEOSAT als een vitrage over
het aardoppervlak, dat erdoorheen zichtbaar blijft. De stofwolk verstrooit het
opvallende zonlicht, zodat de tinten van het land en de zee eronder valer zijn
en de contrasten vager.
Nieuwe generaties satellieten, - zoals de Amerikaanse
satellieten Terra en Aqua van het Earth Observing System (EOS) van de ruimtevaartorganisatie
NASA, - tonen het verschijnsel vanaf 700 km hoogte nog duidelijker en in 'ware
kleuren'. Een mooi voorbeeld van een satellietbeeld met verwaaiend woestijnstof
geeft figuur 1. Het stof boven de Atlantische Oceaan is afkomstig uit de geelbruine
Westelijke Sahara; de plooien van het Atlasgebergte hebben een donkerbruine tint.
Ten westen van de zand- en stofwolken liggen de Canarische Eilanden, waar het
stof ook vaak terecht komt, maar die dit keer de dans ontspringen.
Het satellietbeeld
van figuur 2 toont opnieuw Saharazand, ditmaal afkomstig uit Libië. Zuiden-
en zuidwestenwinden hebben het zand de Middellandse Zee op gevoerd. Boven in de
figuur zijn Sicilië, de punt van de laars van Italië en delen van Griekenland
te zien; geheel rechts is het westen van Kreta zichtbaar.
Het stof en zand
boven de Rode Zee op figuur 3 is afkomstig van het oostelijk deel van de Sahara.
De stofpluim trok vanuit Soedan naar het oosten en heeft bijna Saoedi-Arabië
bereikt.
De satellietbeelden maken aannemelijk dat de Sahara kan fungeren
als bron voor stof in de atmosfeer.
Figuur
3: | Figuur
4: |
Stofstormen
In de meteorologie noemt men de verzameling van dergelijke deeltjes, die overal
- meestal minder zichtbaar dan op bijgaand satellietbeelden, - in grote concentraties
in lucht aanwezig zijn, het atmosferisch aerosol. Metingen bevestigen dat woestijnen
en andere droge gebieden, die gezamenlijk een derde deel van het landoppervlak
beslaan, een belangrijke leverancier vormen van aerosoldeeltjes. Het gebied van
de Sahara en de Sahel is van al die streken de grootste stofbron; andere bronnen
zijn bijvoorbeeld Midden-Azië, het Arabisch Schiereiland (figuur 4), Australië
en het zuidwesten van de Verenigde Staten.
Het stof wordt tijdens stofstormen
van het aardoppervlak losgemaakt door de wind; dergelijke stormen komen ieder
jaar voor, zij het in sterk wisselende frequentie en intensiteit. De minimaal
vereiste windsnelheid voor het losmaken van het stof van het aardoppervlak hangt
onder andere af van de samenstelling, de structuur en de vochtigheid van de bodem;
de orde van grootte waaraan gedacht kan worden is windkracht 4 op de standaardhoogte
voor windwaarnemingen, 10 m boven het aardoppervlak. De diameter van de deeltjes
die worden meegevoerd, loopt sterk uiteen: van 0.1 tot 0.0001 mm. Het aantal stofdeeltjes
kan in de buurt van de brongebieden oplopen tot enkele duizenden per cm3; de deeltjes
verblijven maximaal twee weken in de lucht en kunnen in die tijd een afstand hebben
afgelegd van enkele duizenden km. De uit de woestijnen afkomstige deeltjes kom
je dan ook vrijwel overal ter wereld tegen; de verspreiding ervan is dus veel
ruimer dan je bij het zien van stofwolken op satellietfoto's in eerste instantie
geneigd zou zijn te concluderen. Zo wordt Saharastof aangetroffen tot in Ierland,
Florida en Mexico-City, terwijl stof uit Azië de westkust van der Verenigde
Staten kan bereiken.
Aerosol
Het uit woestijnen afkomstige aerosol
speelt een rol bij talrijke processen, zowel binnen de meteorologie als daarbuiten.
Zo vormt het een van de belangrijkste bronnen van mineralen voor het leven in
de oceaan en beïnvloedt het de 'gezondheid' van koraalriffen. Bij kinderen
kan het woestijnstof de gezondheid eveneens raken door ademhalingsmoeilijkheden
te veroorzaken. Bovendien werd onlangs ontdekt dat bepaalde types ziekten zich
kunnen verspreiden doordat ziektekiemen zich aan het woestijnaerosol hechten en
tot op grote afstand worden meegevoerd. Het woestijnstof heeft ook gevolgen voor
de chemische samenstelling van de atmosfeer door het absorberen van gassen en
het afschermen tegen ultraviolette zonnestraling.
Het atmosferisch aerosol,
dat zoals gezegd voor een belangrijk deel afkomstig is van de woestijnen, doet
ook van zich spreken in het onderzoek van weer en klimaat. Het aerosol absorbeert
zonnestraling én verstrooit het zonlicht. Daardoor hangt de invloed op
de warmtehuishouding van de dampkring niet alleen af van de eigenschappen van
het aerosol, maar tevens van het terugkaatsingvermogen van het onderliggende aardoppervlak.
Daarnaast is er een beïnvloeding van de warmtehuishouding via een wisselwerking
met bewolking; wolkenvorming, neerslagvorming en de optische eigenschappen van
wolken hangen samen met het atmosferisch aerosol. Klimatologen die de invloed
van woestijnstof op de warmtehuishouding van de aarde goed willen inschatten,
moeten dus niet alleen weten hoeveel woestijn-aersol er gemiddeld genomen in de
lucht zit, maar ook waar het zich bevindt en hoe de wisselwerking met bewolking
in zijn werk gaat. De hoeveelheid woestijnstof hangt bovendien af van de omvang
van de stofbronnen. Door menselijke activiteit, zoals landbouw en ontbossing,
is het 'stofareaal' op aarde in omvang toegenomen en neemt het nog steeds toe;
sommige schattingen noemen 30-50% van het stof in de atmosfeer een direct gevolg
van menselijk ingrijpen aan het aardoppervlak. Het stofareaal reageert op eventuele
klimaatveranderingen; het dijt uit bij verdroging en wordt minder effectief als
het vaker regent.
Literatuur:
Sokolik, I.N., 2003, Dust;
in: Holton, J.R., Curry, J.A. & Pyle, J.A., Encyclopedia of Atmospheric Sciences,
Vol2, Amsterdam, Academic Press.