Strahlstrom und Luftverschmutzung: Globaler Transport von Schadstoffen

Es ist lange bekannt, dass die Bänder starker Winde, die den Globus an der Grenze zwischen Troposphäre und Stratosphäre umkreisen, gemeinsam als Strahlstrom bekannt, die Luftfahrt und das Wetter erheblich beeinflussen. Vielleicht ist weniger bekannt, dass der Strahlstrom auch eine Hochgeschwindigkeitsroute für den Transport von Schadstoffen, sowohl menschengemachten als auch natürlichen, über und zwischen Kontinenten ist. Dank des Strahlstroms exportiert Europa seine Verschmutzung nach Asien, China in die Vereinigten Staaten und Südafrika nach Australien und so weiter.

Der Strahlstrom

• Die Luftströmungen des Strahlstroms bewegen sich mit bis zu 440 Kilometern pro Stunde von Westen nach Osten in etwa 16 Kilometern Höhe auf Breitengraden von etwa 30 Grad (der subtropische Jet) und 50 bis 60 Grad (der Polarkreis-Jet). Der Strahlstrom steigt und sinkt in der Höhe sowie im Breitengrad, er verdickt und verdünnt sich, und er teilt sich, verschwindet und erscheint wieder. Die Gegenüberstellung warmer und kalter Luftmassen und die Erdrotation liefern die Energie, die den Strahlstrom antreibt.

Vom Schornstein zum Strahlstrom

• Lokale Wettersysteme, sogenannte warme Förderbänder von Meteorologen, drücken Schadstoffe, die in Bodennähe freigesetzt werden, auf die Höhe des Strahlstroms. Wenn die Bewegung leichter warmer Luft durch eine Masse dichter kalter Luft blockiert wird, neigt sie dazu, über die kalte Luftbarriere zu steigen und so an Höhe zu gewinnen. Auch Luft gewinnt an Höhe, wenn sie auf irgendeine Weise erhitzt wird, beispielsweise durch die Sonne, die auf den Boden trifft, oder durch menschliche Aktivitäten. Dieser Prozess wird als konvektive Heizung und Transport bezeichnet.

Von Asien in die Vereinigten Staaten

• Der umfangreiche Einsatz von Kohle und laxen Umweltstandards im stark industrialisierten Ostchina machen es zu einer Hauptquelle von Schadstoffen, die vom Strahlstrom in den pazifischen Nordwesten der USA getragen werden. Forschungsmodelle haben gezeigt, dass Ozon und Kohlenmonoxid in Nordamerika hauptsächlich aus China importiert werden. Schadstoffe aus Indien und Indonesien erreichen ebenfalls den Strahlstrom am westlichen Pazifischen Rand, von wo aus sie eine Mitfahrgelegenheit nach Nordamerika erhalten. Die Transitzeit von Schadstoffen von China in die USA kann unter den richtigen Wetterbedingungen nur drei Tage betragen.

Von Europa in die Arktis

• Teils aufgrund kälterer Temperaturen sind warme Förderbänder in Europa nicht so prominent wie in Ostasien. Folglich ist der Strahlstrom nicht das einzige Mittel für den Schadstofftransport aus Europa. Ein Großteil der industriellen Verschmutzung Europas treibt nördlich des Polarkreises, wo er das bildet, was als Arktischer Dunst bekannt ist. Zentralasien erhält jedoch auch einige europäische Verschmutzung über den Strahlstrom.

Natürliche Schadstoffe

• Der Strahlstrom transportiert Vulkanasche, Wüstenstaub und Waldbrandasche zwischen Kontinenten.

  Im Frühjahr 2010 transportierte der Strahlstrom Asche von einem isländischen Vulkan in den Luftraum über den großen Flughäfen Westeuropas. Staub aus der Sahara Afrikas wurde in Nord-Südamerika und der Karibik nachgewiesen, und die Gobi-Wüste Chinas hat Staub nach Korea exportiert. Im Jahr 1998 verursachten Waldbrände im borealen Wald Kanadas einen dichten Dunst über Deutschland.