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Messung atmosphärischer Staubkonzentrationen am Toten Meer

Im Mai 2018 wurde das Messnetz des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung am Toten Meer weiter ausgebaut. Zwei weitere Messstationen wurden im südlichen Teil des Toten Meeres errichtet. Eine meteorologische Station auf der Ostseite in Jordanien und eine weitere Energiebilanzstation am Westufer in Israel, mit deren Hilfe neben den Wetter- und Klimabedingungen auch die Verdunstung von Wasser bestimmt werden kann. Der Forschungsschwerpunkt liegt hierbei auf der kleinräumigen, u.a. von der Geländekonfiguration beeinflussten Variation des Windfeldes im Tal und dessen Einfluss auf die Verdunstung von der Seeoberfläche. Da die Verdunstung maßgeblich von der Windgeschwindigkeit abhängt, ist die Ausprägung unterschiedlicher Windsysteme in der Region von großer Bedeutung. Wie die Messungen zeigen, gibt es aufgrund des komplexen Geländes und den heterogenen Bedingungen im Tal große Unterschiede zwischen dem West- und dem Ostufer des Toten Meeres. Die auf der Westseite am frühen Abend regelmäßig auftretenden starken Föhnevents können an der Ostseite nur sehr selten beobachtet werden. Dafür ist an der Ostseite eine starke talachsenparallele Strömung zu beobachten, die vergleichbare Windgeschwindigkeiten wie die Hangabwinde aufweist und somit vergleichbare Bedingungen für die Verdunstung liefert.

Abb.1: Massenkonzentration und relevante meteorologische Größen, gemessen in Masada am 10.5.2018.

Ergänzend wurden entlang einer Transsekte quer zur Talachse zwei von drei geplanten Aerosolspektrometern angebracht. Diese messen über den Zeitraum von einem Jahr die Aerosolkonzentrationen in 32 Größenklassen. Außerhalb des Tals in ca. 700 m Höhe über NN, am Hang in Meereshöhe (Abb. 1) und auf der Talsohle ca. 410 m unter dem Meeresspiegel. Die hier zu erwartenden Daten können Einsicht in die innere Struktur von Staubstürmen liefern, die über das Tal hinweg bzw. durch das Tal hindurch ziehen. Weiterhin besteht die Möglichkeit die Hintergrundbelastung der Atmosphäre mit Wüstenstaub und deren Höhen- bzw. Schichtungsabhängigkeit zu analysieren.

Abb.2: Neues Aerosolspektrometer am Messstandort Masada und Staubsturm am Toten Meer.

Diese Daten werden benötigt um Modellsimulationen mit dem Wettervorhersagesystem ICON-ART (ICOsahedral Nonhydrostatic - Aerosol and Reactive Trace gases) zu validieren und besonders bezüglich der räumlichen Auflösung zu optimieren. Die ersten Messungen eines Staubevents Anfang Mai 2018 (Abb. 2, exemplarisches Bild) zeigen bereits vielversprechende Ergebnisse und interessante Unterschiede der Staubbelastung zwischen dem Gebirgsrücken und dem Tal. Durch eine nur kurzzeitige Änderung der Windrichtung entlang der Talachse kommt es innerhalb des Tals während dieses Zeitraums zu einem starken Rückgang der Staubkonzentration.

Aktuelle Messwerte aus Israel finden sie unter http://www.imk-tro.kit.edu/19.php

[Arbeitsgruppe: Konvektive Systeme]