Zandstorm wordt erger door zijn elektrisch veld

Zandstorm in Marokko iStock

Niet alleen de windkracht bepaalt hoeveel stof er tijdens een zandstorm de lucht in wordt geslingerd. Ook het sterke elektrisch veld dat zich tijdens zo’n storm vormt draagt hieraan meer dan gedacht bij. Dat laten Italiaanse onderzoekers zien in een experiment in het westelijk deel van de Sahara.

Hun onderzoek moet uiteindelijk bijdragen aan de verbetering van klimaatmodellen. Een van de grootste onzekerheden in die modellen is de hoeveelheid stof (zand, vulkaanas, uitlaatgassen) die jaarlijks in de atmosfeer terecht komt. Stofdeeltjes, ook wel aerosolen genoemd, verstrooien zonlicht en spelen een centrale rol bij de vorming van wolken.

Zandstormen beginnen als de wind krachtig genoeg is om kleine deeltjes een paar centimeter de lucht in te tillen en weg te blazen. Die eerste deeltjes leggen een ballistische, boogvormige route af en ploffen verderop weer neer. Door die impact breken ze clusters van stofdeeltjes op en bij dat proces wisselen die deeltjes elektrische lading uit. Ze worden positief of negatief geladen. Zo ontstaat een elektrisch veld. Als de kracht van dat veld een bepaalde drempelwaarde bereikte, zo namen de Italianen waar, nam de hoeveelheid stofdeeltjes in de lucht opeens met een factor tien toe. „De kracht van het veld is dan vergelijkbaar met die van de wind”, zegt Francesca Esposito. Zij is onderzoeker bij het Istituto Naziola di Astrofisica in Napoli en eerste auteur van het artikel dat is verschenen in Geophysical Research Letters (31 mei)

De kracht van het elektrisch veld bleek samen te hangen met de relatieve luchtvochtigheid, die weer beïnvloed werd door de windsnelheid. Op een hoogte van twee meter boven de grond maten de Italiaanse onderzoekers een elektrisch veld tot 20 kiloVolt (20.000 Volt) per meter. De achtergrondwaarde van dat veld bedraagt 50 Volt per meter, legt Esposito uit. „Dat is het gevolg van bliksemontladingen over de hele wereld.”

De Italianen voerden hun onderzoek in 2013 en 2014 uit, in de maanden juli tot augustus, het zandstormseizoen. „Het was voor het eerst dat ik een zandstorm meemaakte”, zegt Esposito. „Het was erg heftig.”