Mineralischer Staub - Mineral dust
Mineralstaub ist atmosphärisches Aerosol aus der Ursprung Suspension von Mineralien des konstituierenden Boden , zusammengesetzt aus verschiedenen Oxiden und Carbonaten . Menschliche Aktivitäten verursachen 30% der luftgetragenen Staubbelastung in der Atmosphäre . Die Sahara ist die wichtigste Quelle von Mineralstaub , die anschließend breitet sich über dem Mittelmeer (wo es der Ursprung ist regen Staub ) und Karibik Meere in Nord- Südamerika , Mittelamerika und östlichen Nordamerika und Europa . Darüber hinaus spielt es eine bedeutende Rolle beim Nährstoffeintrag in den Amazonas-Regenwald . Die Wüste Gobi ist eine weitere Staubquelle in der Atmosphäre, die Ostasien und das westliche Nordamerika betrifft .
Eigenschaften
Mineralstaub besteht hauptsächlich aus den Oxiden (SiO 2 , Al 2 O 3 , FeO, Fe 2 O 3 , CaO und andere) und Karbonaten (CaCO 3 , MgCO 3 ), die die Erdkruste bilden .
Die globalen Mineralstaubemissionen werden auf 1000-5000 Millionen Tonnen pro Jahr geschätzt, von denen der größte Teil auf Wüsten entfällt. Obwohl diese Aerosolklasse normalerweise als natürlichen Ursprungs angesehen wird, wird geschätzt, dass etwa ein Viertel der Mineralstaubemissionen auf menschliche Aktivitäten durch Wüstenbildung und Landnutzungsänderungen zurückzuführen ist.
Große Staubkonzentrationen können bei Personen mit Atemwegsproblemen zu Problemen führen. Ein weiterer Effekt von Staubwolken sind buntere Sonnenuntergänge .
Saharastaub
Die Sahara ist die wichtigste Quelle für Mineralstaub auf der Erde (60-200 Millionen Tonnen pro Jahr). Saharastaub kann durch Konvektion über heiße Wüstengebiete angehoben werden und kann so sehr große Höhen erreichen; Von dort aus kann es durch Winde weltweit über Tausende von Kilometern transportiert werden. Der Staub in Kombination mit der extrem heißen, trockenen Luft der Sahara bildet oft eine atmosphärische Schicht namens Sahara Air Layer, die erhebliche Auswirkungen auf das tropische Wetter hat, insbesondere da sie die Entwicklung von Hurrikanen stört .
Der Staubtransport über den Atlantik in die Karibik und nach Florida variiert von Jahr zu Jahr stark. In einigen Jahren wird afrikanischer Staub entlang eines Großteils der Ostküste der Vereinigten Staaten beobachtet und ist am Himmel sichtbar. Aufgrund der Passatwinde können im tropischen Atlantik sehr große Konzentrationen von Mineralstaub gefunden werden, die bis in die Karibik reichen; außerdem episodischer Transport in den Mittelmeerraum . Sahara-Plumes können Iberulite (eine besondere troposphärische Ansammlung von Aerosolen) bilden, wenn diese Plumes durch Nordafrika und den östlichen Nordatlantik wandern und oft die zirkummediterranen Gebiete Westeuropas erreichen. Im Mittelmeerraum ist Saharastaub wichtig, da er die Hauptnährstoffquelle für Phytoplankton und andere Wasserorganismen darstellt. Saharastaub trägt den Pilz Aspergillus sydowii und andere. Aspergillus, der durch Saharastaub übertragen wird, fällt in das Karibische Meer und infiziert möglicherweise Korallenriffe mit der Fächerkrankheit ( Aspergillose ). Es wurde auch mit einer erhöhten Inzidenz von Asthmaanfällen bei Kindern in der Karibik in Verbindung gebracht. Seit 1970 haben sich die Staubausbrüche aufgrund von Dürreperioden in Afrika verschlimmert. Staubereignisse wurden vor allem seit den 1970er Jahren mit einem Rückgang der Gesundheit von Korallenriffen in der Karibik und in Florida in Verbindung gebracht .
Auswirkung auf die Hurrikanfrequenz
Laut einem NASA- Artikel haben NASA-Satelliten gezeigt, dass "die Abkühlungswirkung von Staub für ein Drittel des Rückgangs der Meeresoberflächentemperaturen im Nordatlantik zwischen Juni 2005 und 2006 verantwortlich war und möglicherweise zum Unterschied in der Hurrikanaktivität zwischen den beiden Jahreszeiten beigetragen hat". ." Im Jahr 2006 gab es nur 5 Hurrikane gegenüber 15 im Jahr 2005.
Es ist bekannt, dass die warmen Wassertemperaturen auf der Meeresoberfläche einer der Hauptfaktoren für die Entstehung von Hurrikanen sind. Es gibt Hinweise darauf, dass Staub aus der Wüste Sahara im Jahr 2006 zu kühleren Oberflächentemperaturen führte als 2005.
Asiatischer Staub
In Ostasien verursachen Mineralstaubereignisse, die im Frühling in der Wüste Gobi (Südmongolei und Nordchina) ihren Ursprung haben, das Phänomen, das als asiatischer Staub bezeichnet wird . Die Aerosole werden von den vorherrschenden Winden nach Osten getragen und ziehen über China, Korea und Japan. Manchmal können erhebliche Staubkonzentrationen bis in den Westen der Vereinigten Staaten transportiert werden. Bereiche, die von asiatischem Staub betroffen sind, weisen eine verminderte Sicht und gesundheitliche Probleme wie Halsschmerzen und Atembeschwerden auf. Die Auswirkungen von asiatischem Staub sind jedoch nicht streng negativ, da seine Ablagerung den Boden mit wichtigen Spurenelementen anreichert.
Eine amerikanische Studie, die die Zusammensetzung asiatischer Staubereignisse analysiert, die Colorado erreichen, bringt sie mit dem Vorhandensein von Kohlenmonoxid in Verbindung , das möglicherweise in die Luftmasse aufgenommen wird, wenn sie über industrialisierte Regionen in Asien strömt. Obwohl im Laufe der Geschichte immer wieder Staubstürme in der Wüste Gobi aufgetreten sind, wurden sie in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts aufgrund des verstärkten landwirtschaftlichen Drucks und der Wüstenbildung zu einem ausgeprägten Problem .
Nordamerikanischer Staub
Mineralstaub stammt aus mehreren Quellen auf dem nordamerikanischen Kontinent, darunter dem Südwesten, den Great Plains und Alaska. Im Südwesten beeinflusst Staub die menschliche Gesundheit, die Sichtbarkeit, die Seeproduktivität und die Schneeschmelze in den Rocky Mountains. Die Staubablagerung hat seit dem frühen 19. Jahrhundert im Vergleich zum natürlichen Hintergrund aufgrund der Intensivierung menschlicher Aktivitäten dramatisch zugenommen.
Zusammenhang mit Dürre
Trockene und halbtrockene Regionen sind von Natur aus anfällig für Staubemissionen. Die Bodenfeuchtigkeit ist eine wichtige Variable, die die Staubemissionen steuert, zusammen mit der Vegetationsbedeckung, der Windgeschwindigkeit und der Bodenart. Mehrere auf modernen Beobachtungen basierende Studien zeigen positive Beziehungen (dh zunehmende Trockenheit erhöht den Staub) zwischen Staub- und Trockenheitsbedingungen in jeder Staubzyklusphase, von Emissionen über atmosphärische Belastung bis hin zur Ablagerung. Studien, die auf Paläoaufzeichnungen der Staubablagerung basieren (z. B. unter Verwendung von Seesedimenten), die sich speziell mit Megadürren befassten, zeigen jedoch sowohl eine Zunahme als auch keine Veränderung der Staubablagerung. Die Studie von Routson zeigte eine Zunahme der Deposition während Megadürren, verwendete jedoch eher ein Maß für die Staubkonzentration als eine Ansammlung, die von der Sedimentationsrate beeinflusst wird. Die Routson-Studie verwendete stattdessen Staubansammlungsraten und fand keinen Unterschied zwischen der Staubablagerung während Dürrejahren und Megadürren und der Ablagerung unter normalen Hydroklimabedingungen. Stattdessen fanden sie heraus, dass die Staubablagerung eher durch Transportmechanismen und die Sedimentzufuhr kontrolliert wird als durch das Hydroklima. In ähnlicher Weise fand Arcusa keine Hinweise auf eine höhere Staubablagerung während der Dürre auf einer mehrdekaden- und hundertjährigen Skala. Sie fanden auch heraus, dass die Sedimentversorgung eine Schlüsselrolle spielte, wie ein 60-prozentiger Anstieg der Ablagerungen im 19. Jahrhundert aufgrund sich beschleunigender Landstörungen belegt.
Siehe auch
Verweise
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