In den vergangenen Tagen formierte sich über der Sahara durch starke Winde eine Staubwolke, die in der Folge in die vorherrschende Ostwindzirkulation aufgenommen und quer über den Atlantik bis zur Karibik und ins nördliche Südamerika transportiert wurde. Kein seltenes Schauspiel, aufgrund der zurückgelegten Strecke der winzigen Partikel dennoch immer wieder beeindruckend. Es ist keinesfalls ungewöhnlich, dass hunderte Millionen Tonnen Staub aus der afrikanischen Wüste jedes Jahr über den Atlantik geblasen werden. Für die Natur ist er teilweise sogar dringend erforderlich. Denn die aufgewirbelten Mineralstaubpartikel versorgen zum einen Phytoplankton im Atlantischen Ozean, zum anderen auch die Regenwaldböden am Amazonas mit wichtigen Nährstoffen. Außerdem hilft er, die Strände in der Karibik zu erneuern. Natürlich gibt es nicht nur Vorteile. So kann der Staub aus der Sahara sogar für eine vorübergehend heftige Luftverschmutzung in Teilen Nord-, Mittel- und Südamerikas sorgen. Allerdings fällt der aktuelle „Saharastaubausbruch“ in Richtung Amerika nicht ganz so stark aus.

Aber nicht nur der amerikanische Kontinent wird heute und in den Folgetagen von Saharastaub beeinflusst. Tief „Elke“ (international unter dem Namen „Celia“ bekannt) liegt aktuell knapp westlich der Straße von Gibraltar und schaufelt den Saharastaub in einer südlichen bis südwestlichen Strömung nach Mitteleuropa. Von Nordafrika über Spanien und Frankreich gelangte bereits gestern ein erster kleinerer Schwall zu uns nach Deutschland. Auch heute sollten davon hauptsächlich die Mitte und der Süden beeinflusst werden, in der Nacht zum Donnerstag und am Donnerstag tagsüber könnten dann nahezu alle Landesteile davon betroffen sein.

Der Wüstenstaub besteht überwiegend aus winzigen Sandkörnchen (Quarz), die sowohl einen direkten als auch einen indirekten Einfluss auf die Sonneneinstrahlung besitzen. Der direkte Einfluss besteht darin, dass die Atmosphäre durch den Staub getrübt und damit die Einstrahlung am Boden reduziert wird, da die eingestrahlte Energie an den Partikeln zum Teil unmittelbar ins Weltall zurückgestreut wird. Der „Otto-Normal-Wetterkonsument“ nimmt entsprechend die Sonne auch an einem sonst wolkenfreien Himmel nur als milchig-trübe Scheibe wahr. Der indirekte Einfluss ist darauf zurückzuführen, dass die Staubpartikel auch als sogenannte „Kondensationskeime“ wirken und damit zur Wolkenbildung beitragen. Durch diese sozusagen „zusätzlich“ gebildeten Wolken kommt es dann ebenfalls zu einer Reduzierung der Sonneneinstrahlung.

Beim aktuellen Blick aus dem All erkennt man in der linken Abbildung im sichtbaren Wellenlängenbereich von Nordafrika bis nach Mitteleuropa weiß-bläuliche Wolkenfelder, die aufgrund ihrer Struktur und Farbe dem geschulten Auge bereits „mit Staub versetzt“ erscheinen. Schaut man gleichzeitig auf eine Kombination verschiedener Infrarot-Wellenlängenbereiche, die Staubpartikel besonders hervorhebt (rechte Abbildung, pink-violette Einfärbung), erkennt man sehr gut, dass auch abseits der Wolkenfelder Saharastaub vorhanden sein muss (z.B. von Zentralfrankreich nach Galicien und Nordportugal sowie im nördlichen Algerien).

Meist macht sich der Saharastaub bei uns lediglich in höheren Luftschichten bemerkbar. Hin und wieder wird er aber auch als unerwünschte Schicht am Boden abgelagert oder mit Niederschlägen aus der Luft ausgewaschen und erreicht so ebenfalls den Boden bzw. alle auf ihm befindlichen Gegenstände. Bei starken Ereignissen kann sich auf Autos und anderen Oberflächen eine Staubschicht ausbilden, sehr eindrücklich sind auch rotbraune Ablagerungen auf Schneeflächen.

MSc.-Met. Sebastian Schappert

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 15.03.2022

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Vermutlich ist es Ihnen in den vergangenen Tagen auch so gegangen, dass Sie bei der Berührung eines Menschen oder eines Gegenstandes „einen gewischt“ bekommen haben, Sie (und ihr Partner) also einen kleinen Stromschlag spüren konnten. Beim Küssen konnte dies etwas unangenehm an den Lippen kribbeln oder brennen.

Stellt sich nun die Frage, warum das seit etwa zwei Wochen so häufig passiert? Für einen Funkenschlag muss es eine elektrostatische Entladung geben, sodass sich unser Körper bzw. unsere Haut vorher aufladen muss. Normalerweise gleichen sich positive und negative Ladungen über die Luftfeuchtigkeit bzw. die feuchte Luft aber aus. Ist die Luft jedoch trockener als üblich, ist auch unsere Haut trockener und der Ausgleich findet nicht statt. Dadurch lädt sich der Körper auf, bis es bei der Berührung eines anderen Menschen oder eines Objektes zur Entladung kommt. Begünstigt wird der Funkenschlag zusätzlich, wenn es draußen kalt ist. Kalte Luft kann weniger Feuchtigkeit aufnehmen als warme, was die Leitfähigkeit herabsenkt. Des Weiteren erhöht auch synthetische Kleidung, die aneinander reibt, die Aufladung. Dieser Effekt ist ähnlich wie bei einem Ballon, den man in seinen Haaren reibt und der sich dadurch auflädt. Nachts kann man bei einem solchen Funkenschlag sogar Funken sehen, im Prinzip ist das dann ein kleiner Blitz. Gefährlich sind die Funkenschläge für Menschen allerdings nicht.

Die Bedingungen für Knisterwetter waren vor allem seit dem 26. Februar günstig, weil es seitdem kaum noch Niederschläge gegeben hat bzw. es vielerorts sogar komplett trocken geblieben ist. Darüber hinaus strömten sehr trockene Luftmassen zu uns, sodass die relative Luftfeuchtigkeit tagsüber zum Teil auf sehr niedrige Werte von nur noch 10 bis 30 % fiel. Zwar wurden tagsüber auch Höchsttemperaturen im einstelligen (aktuell zum Teil zweistelligen) Bereich erreicht, in den Nächten herrschte jedoch verbreitet leichter bis mäßiger Frost. Das hat gereicht, dass es vermehrt zum Funkenschlag kam.

Um sich vor den Stromschlägen zu schützen, gibt es ein paar Mittel. So kann man die Haut feucht eincremen, auf synthetische Kleidung verzichten und stattdessen Kleidung aus Baumwolle (oder Naturwolle) tragen. Auch hilft es, Schuhe mit Leder- statt Gummisohle zu wählen. In der Wohnung kann die Luftfeuchtigkeit beispielsweise durch das Aufhängen nasser Kleidung (spart zusätzlich die Kosten und die Energie für den Betrieb eines Trockners) oder einem nassen Handtuch über der Heizung erhöht werden. Luftbefeuchter können ebenfalls helfen. Lüften dagegen bewirkt das Gegenteil, da die trockene Luft so von draußen eindringt. Eine weitere geeignete Maßnahme ist, sich selber durch das Berühren geerdeter Gegenstände zu entladen. Das kann durch das Berühren einer Autokarosserie, einer Laterne, einer Heizung, eines Metallschranks oder eines metallischen Rohres mit Bodenkontakt erfolgen. Am besten nimmt man dafür noch einen metallischen Schlüssel, den man an die genannten Gegenstände hält, dann ist die Prozedur meist sogar schmerzfrei.

In den kommenden Tagen bis Mitte der Woche macht das Knisterwetter in vielen Regionen erst einmal eine Pause. Es ziehen Wolken auf, die gebietsweise Regen bringen. Die Luftfeuchtigkeit erhöht sich dadurch deutlich, außerdem verhindern die Wolken nächtlichen Frost. Im weiteren Wochenverlauf kehrt aber der Hochdruckeinfluss zurück, dann strömt wieder deutlich trockenere Luft zu uns. Weil es in den Nächten erneut häufig auch Frost gibt, deutet sich die Rückkehr des Knisterwetters an. Aber wenn es zwischen uns noch knistert, dann ist das ja irgendwie auch was Schönes.

Dipl.-Met. Simon Trippler

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 13.03.2022

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Nach der Messung der Draupner Welle im Jahre 1995 wurde die Forschung im Bereich der Monsterwellen deutlich ausgeweitet. Das Projekt MAXWAVE unter der Leitung des GKSS Forschungszentrums Geesthacht bei Hamburg hat durch gezielte Radar- und Satellitenmessungen Überraschendes festgestellt. Das seltene Phänomen ist gar nicht so selten wie es sein sollte. Höchste Zeit also der Entstehung von Monsterwellen näher auf den Grund zu gehen.

Zunächst nahm man in der Strömungstheorie an, dass längere und damit schnellere Wellen kürzere, langsame Wellen einholen und sich dann Überlagern. Die Überlagerung von Wellen wird in der Physik auch als Interferenz bezeichnet. Geht man von der Interferenztheorie zur Bildung von Monsterwellen aus, ist gemäß der Gauß’schen Normalverteilung, das Auftreten extremer Wellen sehr unwahrscheinlich. Die Natur machte der Theorie jedoch einen Strich durch die Rechnung. Am 1. November 2006 zog Sturm „Britta“ über die Nordsee. Mit nordwestlicher Strömung peitschten Orkanböen über das tosende Meer und türmten die Wellen in der Deutschen Bucht etwa elf Meter hoch auf. Gegen 5 Uhr morgens traf dann ein 15 Meter hoher Kaventsmann auf die Forschungsplattform Fino-1. Nach der Interferenztheorie dürfte eine solche Riesenwelle dort nur einmal in 100 Jahren auftreten. Aber nur ein Jahr später, am 9. November 2007, wühlte Sturmtief „Tilo“ die See in der Deutschen Bucht auf und setzte mit einer ähnlich großen Welle Fino-1 erneut schwer zu. Es muss demnach abseits von Interferenzen noch andere Effekte geben, die diese Wellen dazu befähigte so hoch anzuwachsen und ihre Energie zu fokussieren. Ein Erklärungsansatz findet sich in der Natur von größeren Meeresströmungen wie dem Golfstrom. Dort können Wellen gebündelt werden wie das Licht in einem Brennglas. Desweiteren können sich durch einen der Meeresströmung entgegengesetzten Sturm, wie es z. B. häufiger vor der Küste Südafrikas oder um Kap Hoorn vorkommt, die Wellen extrem aufsteilen. Eine dritte Ursache liegt in der Topographie des Meeresbodens. Durch plötzliche Abnahme der Wassertiefe kommt es zu Turbulenzen in der Strömung. Wellenberge bewegen sich entgegen der allgemeinen Wellenrichtung und türmen sich dabei auf. Auch bei Kreuzsee, wenn Dünung und Windsee aus verschiedener Richtung aufeinanderprallen, wurden Monsterwellen häufiger beobachtet.

In der Monsterwellenwelt bleiben die Giganten der Meere also nicht lange alleine. Im Herbst 2020 kam es gleich zu zwei neuen Rekorden. An der portugiesischen Atlantikküste bei Nazaré, einem Surfer-Paradies, befindet sich eine mehr als 200 Kilometer lange und bis zu 5000 Meter tiefe Meeresschlucht. Diese reicht fast bis an die Küste heran. Hurrikan EPSILON tobte über den Atlantik. Die Ausläufer des Sturms sowie eines Tiefdruckgebiets bei Grönland erzeugten ein starkes Dünungsfeld, das im Oktober 2020 auf die Küste Portugals traf. Unter anderem durch die Topographie entstand also nahe der Küste eine 31 Meter hohe Wasserwand. Sie ist aktuell die größte gesurfte Welle der Welt.

Nur einen Monat später, im November 2020 war es schon wieder soweit, jedoch in einem anderen Ozean. Ein Tief über dem nördlichen Pazifik entwickelte sich zum Sturm und zog entlang der Westküste der USA nordwärts. Am 17. November traf das Tief in Kanada auf Land und schwächte sich im weiteren Verlauf ab. Vor Vancouver Island erhob sich eine 17,6 m hohe Welle. Ein neuer Rekord, denn der umgebende signifikante Seegang war nicht mal 6 Meter hoch. Der Kaventsmann überragte also die umgebenden Wellen um das dreifache. Diese Daten wurden erst kürzlich, im Februar diesen Jahres, von der University of Victoria wissenschaftlich bestätigt (siehe Link zum wissenschaftlichen Artikel). Statistisch gesehen tritt solch eine Welle bei dem umgebenden Seegang nur alle 1300 Jahre auf. Ob wir wirklich so lange auf einen neuen Rekord in der Monsterwellenwelt warten müssen?

MSc Met. Sonja Stöckle

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 09.03.2022

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