Grimsvötn : Wie viel Asche flog tatsächlich durch die Luft?

Die Aschewolke des Grimsvötn war über Europa viel dünner als vorhergesagt, die Prognosewerte waren teilweise zehnfach höher als die realen. Die Modellierungsprogramme haben noch einige Probleme.

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900 Flüge wurden europaweit gestrichen, unzählige Reisende fragten sich: Wird meine Maschine abheben? Mal wieder hatte die Furcht vor der Asche eines Vulkans in der vergangenen Woche den Luftverkehr spürbar beeinträchtigt. Aus Sicherheitsgründen hatte die Deutsche Flugsicherung die Airports in Bremen, Hamburg und Berlin vorübergehend gesperrt.

Wie sich jetzt zeigt, waren viel weniger Partikel in der Luft, als es die Modellierungen der Fachleute vorausgesagt hatten. Ab einem Aschegehalt von zwei Milligramm pro Kubikmeter Luft müssen hierzulande alle Flieger am Boden bleiben. Sowohl die Modellierung des Londoner Volcanic Ash Advisory Centre als auch des Deutschen Wetterdienstes (DWD) haben diesen Wert überschritten.

Doch wie viel Asche flog tatsächlich durch die Luft? Messungen mit Lasersystemen vom Boden aus haben selbst in Stockholm, wo das Zentrum der Wolke erwartet wurde, nur 0,5 Milligramm gemessen. In Deutschland lagen die Werte noch niedriger. Man muss allerdings sagen, dass die Lasersysteme nur wie „Nadelstiche“ die Atmosphäre analysieren und so auch zufällig aschearme Zonen erwischen können.

Untersuchungen über große Flächen sind nur mit Flugzeugen möglich. Zwei davon flogen am Mittwoch, dem Tag der Luftraumsperrungen, über Norddeutschland, um den Partikelgehalt zu messen. Das eine mit Forschern der Uni Mainz an Bord hat das Zentrum der Wolke offenbar verfehlt und nur geringe Konzentrationen gemessen. In dem anderen saßen Wissenschaftler der Fachhochschule Düsseldorf, im Auftrag des DWD. Deshalb dürfe er keine konkreten Daten nennen, sagt Konradin Weber, Professor für Physik und Umweltmesstechnik. „Aber die Werte waren relativ gering und haben die Entscheidung, den Luftraum wieder zu öffnen, absolut gerechtfertigt.“ Die Wetterbehörde ist noch mit der Auswertung der Daten aus allen verfügbaren Messstationen beschäftigt. Ihren Bericht will sie in dieser Woche veröffentlichen.

„Die Modelle zeigen, wo es zu einem höheren Aschegehalt kommen kann“, sagt Weber. Die Aussagen seien stets mit Unsicherheit behaftet. Dass die Prognosewerte teilweise zehnfach höher waren als die realen, sieht er aber auch als problematisch an. Weber schätzt, dass unter den Experten nun eine Diskussion darüber beginnt, ob die Modelle generell zu hohe Konzentrationen angeben. „In Island ist das bereits der Fall, dort werden Forderungen laut, das Modell des Volcanic Ash Advisory Centre zu überarbeiten“, berichtet er. Gemeinsam mit der Universität Island betreiben die Düsseldorfer umfangreiche Partikelmessungen in der Atmosphäre. In der Nähe des Flughafens Keflavik haben sie mit Hilfe eines Spezialfliegers „deutlich geringere“ Gehalte von Vulkanasche detektiert, als das Rechenmodell vorhergesagt hatte.

„Jede Modellierung kann höchstens so gut werden wie die Daten, die man reinsteckt“, sagt Bernhard Vogel vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Er und sein Team haben einen Teil des „Cosmo-Art“-Modells entwickelt, das der DWD neben dem Londoner Modell für seine Prognosen benutzt. Beide starten mit den Angaben vom Kraterrand: Wie viel Asche wird ausgestoßen, wie groß sind die Partikel, wie hoch reicht die Wolke? Diese Informationen werden mit den meteorologischen Daten zu Windverhältnissen, Temperatur und Niederschlägen verbunden, um einen Ausbreitungsweg zu errechnen. „Die Anfangswerte vom Vulkan sind schwer zu messen und sind daher mit einigen Unsicherheiten behaftet, die sich durch die gesamten Berechnungen fortsetzen“, sagt Vogel. Deshalb müsse die Messtechnik an der Quelle – Bodenstationen und Flugzeuge – unbedingt verbessert werden.

Doch auch unterwegs gibt es einiges zu tun. Bisher haben die Modelle „blind“ von Island bis Osteuropa gerechnet. Sie würden präziser, wenn sie durch reale Aschegehalte, die zum Beispiel in Großbritannien gemessen oder von Satellitenbildern abgeleitet werden, ständig aktualisiert würden. „Aber man hat ja gesehen, dass es einige Tage dauert, bis konkrete Messwerte vorliegen – wenn überhaupt“, sagt Vogel. Das müsse schneller gehen. „Außerdem müssen die Forscher, die mit dem Thema zu tun haben, von den Vulkanologen bis zu den Atmosphärenmesstechnikern besser zusammenarbeiten.“ Und die Modelle sollten anhand der aktuellen Geschehnisse neu kalibriert werden, so wie es das Cosmo-Art-Team auch nach dem Ausbruch des Eyjafjallajökull im April 2010 getan hat.

Unterm Strich ist er trotzdem zufrieden: Im Vergleich zum Vorjahr sei das Modell besser und schneller gewesen, sagt Vogel. „Mit jedem Mal lernt man dazu.“

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