Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Empa bestimmt erstmals Vulkanaschekonzentrationen auf dem Jungfraujoch

21.04.2010
Auf dem Jungfraujoch analysiert die Schweizer Materialforschungsinstitution Empa kontinuierlich die Zusammensetzung der Schweizer Luft - und liefert damit wichtige Hinweise zu den vom Vulkan Eyjafjallajökull verursachten Veränderungen der Schadstoffkonzentrationen über der Schweiz.

Mit Hilfe derartiger Messungen und atmosphärischer Transportmodelle untersuchen Empa-Forscher normalerweise in der Vergangenheit liegende Emissionen. Verwendet man für die Computermodellierung Wettervorhersagen, können aber auch Prognosen gestellt werden - etwa wohin sich die Wolke aus isländischer Vulkanasche über Europa in den nächsten Tagen bewegen wird.

Messgeräte der Empa auf dem Jungfraujoch zeigten seit dem Abend des 17. Aprils mehrere starke Anstiege von Schwefeldioxid (SO2) sowie von Kleinstteilchen, den so genannten PM10-Partikeln. Normalerweise stellt sich in einem solchen Fall die Frage, woher diese Schadstoffe stammen. Diesmal war ihre Herkunft jedoch klar: Sie waren mit der Aschewolke des Vulkans Eyjafjallajökull aus Island ins Schweizer Hochgebirge verfrachtet worden.

Die Wissenschaftler der Empa, die zusammen mit dem Schweizer Bundesamt für Umwelt (BAFU) das nationale Beobachtungsnetz für Luftfremdstoffe (NABEL) betreiben, gewinnen aus den Messungen wichtige Informationen, vor allem über aktuelle Konzentrationen sowie die Zusammensetzung der Vulkanasche. Die höchsten am Jungfraujoch gemessenen Konzentrationen von PM10-Feinstaub (Partikel mit einem Durchmesser kleiner als 10 Mikrometer) betrugen in den vergangenen Tagen rund 30 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft. Die chemische Zusammensetzung der Vulkanasche wollen die Empa-Forscher in den nächsten Tagen analysieren.

Die Gesamtteilchenmasse - eine entscheidende Grösse

Aus den kontinuierlichen Messungen der Empa können laufend die aktuellen Feinstabkonzentrationen bestimmt werden, eine entscheidende Information, um die Gefährlichkeit der Aschewolke für Flugzeugturbinen abschätzen zu können. Diese Daten sind eine ideale Ergänzung zu den Laser-basierten Lidarmessungen der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich und von MeteoSchweiz, mit denen sich zwar vertikale Profile und damit die Höhe und Ausdehnung der Aschewolke bestimmen lassen, die aber keine verlässliche Auskunft zu Massenkonzentrationen liefern. Die Messungen der Empa werden zudem von einer Reihe weiterer Analysen des Paul Scherrer Instituts (PSI) am Jungfraujoch ergänzt, mit denen sich z.B. die Grössenverteilung und optischen Eigenschaften der Partikel bestimmen lassen.

Die Empa wertet daher in den nächsten Tagen die Partikelfilter der auf 3571 Meter über Meer gelegenen Sphinx-Forschungsstation auf dem Jungfraujoch aus. Dies wird allerdings einige Tage dauern. Bevor die Analyse mit dem induktiv gekoppeltem Plasmaspektrometer (ICP-MS, "inductively coupled plasma mass spectrometer") möglich ist, müssen die Proben erst aufwändig präpariert werden. Andere NABEL-Messstationen, z.B. die auf der Rigi, liefern weitere Messdaten auf anderen Höhenniveaus und zeigen, wie stark und wie schnell die Aschewolke absinkt. Alle Messdaten zusammen ergeben dann ein genaueres Bild.

Kurzzeitprognosen sind möglich - und sehr begehrt

Normalerweise benutzen die Empa-Forscher und -Forscherinnen die Daten aus ihren Schadstoffmessungen in Kombination mit atmosphärischen Strömungsmodellen - so genannten Partikeltransportmodellen -, um Quellregionen für bestimmte Schadstoffe zu identifizieren. Das Modell liefert dabei die Information, woher die Luft stammt, die am Jungfraujoch gemessen wird. Das Prinzip lässt sich jedoch auch umkehren: Mit Hilfe von Wettervorhersagen kann das gleiche Modell berechnen, wie sich eine Schadstoffwolke von einer Quelle wie einem Vulkan künftig ausbreiten wird. Dies ermöglicht aussagekräftige Prognosen für zwei bis drei Tage.

Die Empa benutzt für rechenintensive Modellierungen wie diese das Modell "FLEXPART" und ihren Hochleistungs-Clusterrechner Ipazia. "Die Computerbilder zeigen deutlich, dass die neu hereinkommende Wolke die Schweiz zumindest bis Freitag nicht direkt treffen wird", erklären Dominik Brunner und Stephan Henne von der Empa-Abteilung "Luftfremdstoffe/Umwelttechnik". "England, die Benelux-Länder und Deutschland dürften dagegen weiterhin mehr oder weniger stark betroffen sein." Allerdings, so betont Henne, stützen sich die Prognosen wie bei anderen Computersimulationen auch auf gewisse Annahmen, beispielsweise der "Quellstärke", also wie viel Material vom Vulkan ausgeworfen wird. Zudem sei nicht genau bekannt, wie sich das Eruptionsmaterial chemisch zusammensetzt und wie es durch Niederschlag ausgewaschen werden kann.

Sehr interessiert - sowohl an den Messungen wie an Prognosen - ist vor allem das Schweizer Bundesamt für Zivilluftfahrt (Bazl), das anhand dieser und zahlreicher anderer Daten entscheiden muss, ob eine Flugsperre verhängt, verlängert oder aufgehoben wird. "Karten mit absoluten Werten in den unterschiedlichen Luftschichten kann jedoch zurzeit noch niemand liefern", sagt Brigitte Buchmann, Leiterin der Empa-Abteilung "Luftfremdstoffe/Umwelttechnik". "Unsere Modellrechnungen bestätigen aber immerhin die Richtigkeit der Vorhersagen, etwa durch das englische Vulcanic Ash Advisory Center".

Rémy Nideröst | idw
Weitere Informationen:
http://www.empa.ch/plugin/template/empa/3/93945/---/l=1

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Forschungsprojekt zeigt: Hecken in Agrarflächen schützen Biodiversität in Madagaskar
18.08.2016 | Universität Hamburg

nachricht Die Deponie ist keine Endstation
02.08.2016 | Technische Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neues DFKI-Projekt SELFIE schlägt innovativen Weg in der Verifikation cyber-physischer Systeme ein

Vor der Markteinführung müssen neue Computersysteme auf ihre Korrektheit überprüft werden. Jedoch ist eine vollständige Verifikation aufgrund der Komplexität heutiger Rechner aus Zeitgründen oft nicht möglich. Im nun gestarteten Projekt SELFIE verfolgt der Forschungsbereich Cyber-Physical Systems des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) unter Leitung von Prof. Dr. Rolf Drechsler einen grundlegend neuen Ansatz, der es Systemen ermöglicht, sich nach der Produktion und Auslieferung selbst zu verifizieren. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt das Vorhaben über drei Jahre mit einer Fördersumme von 1,4 Millionen Euro.

In den letzten Jahrzehnten wurden enorme Fortschritte in der Computertechnik erzielt. Ergebnis dieser Entwicklung sind eingebettete und cyber-physische...

Im Focus: „Künstliches Atom“ in Graphen-Schicht

Elektronen offenbaren ihre Quanteneigenschaften, wenn man sie in engen Bereichen gefangen hält. Ein Forschungsteam mit TU Wien-Beteiligung baut Elektronen-Gefängnisse in Graphen.

Wenn man Elektronen in einem engen Gefängnis einsperrt, dann benehmen sie sich ganz anders als im freien Raum. Ähnlich wie die Elektronen in einem Atom können...

Im Focus: X-ray optics on a chip

Waveguides are widely used for filtering, confining, guiding, coupling or splitting beams of visible light. However, creating waveguides that could do the same for X-rays has posed tremendous challenges in fabrication, so they are still only in an early stage of development.

In the latest issue of Acta Crystallographica Section A: Foundations and Advances , Sarah Hoffmann-Urlaub and Tim Salditt report the fabrication and testing of...

Im Focus: Quanten-Jonglieren mit freien Elektronen

Göttinger Wissenschaftler manipulieren Quantenzustand freier Elektronen mit Lichtfeldern

In der klassischen Physik kann ein Elektron nur eine einzige, bestimmte Geschwindigkeit annehmen. Quantenmechanisch ist es jedoch möglich, dass es sich in...

Im Focus: Nanopelz gegen die Ölpest

Einige Schwimmfarne können in kurzer Zeit große Mengen Öl aufnehmen, denn ihre Blätter sind zugleich stark wasserabstoßend und in hohem Maße ölabsorbierend. Eine Forschergruppe des KIT hat gemeinsam mit Kollegen der Universität Bonn herausgefunden, dass die Wasserpflanze die ölbindende Eigenschaft der haarähnlichen Mikrostruktur ihrer Blattoberfläche verdankt. Sie dient nun als Vorbild, um das Material Nanofur weiterzuentwickeln, das Ölverschmutzungen umweltfreundlich beseitigen soll. (DOI: 10.1088/1748-3190/11/5/056003)

Beschädigte Pipelines, Tankerhavarien und Unfälle auf Förderplattformen können Wasserflächen mit Roh- oder Mineralöl verschmutzen. Herkömmliche Verfahren zum...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

HTW Berlin richtet im September die 30. EnviroInfo aus

23.08.2016 | Veranstaltungen

micro photonics mit Kurs auf Premiere in Berlin

22.08.2016 | Veranstaltungen

„BirdNumbers 2016“ - 300 Ornithologen kommen zu internationaler Tagung an die Uni Halle

22.08.2016 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mit Kristallen regenerativ Wasserstoff erzeugen

23.08.2016 | Energie und Elektrotechnik

Signalübertragung zielgenau steuern: Neue Erkenntnisse für künftige Therapieansätze

23.08.2016 | Biowissenschaften Chemie

RWI/ISL-Containerumschlag-Index: Anstieg des Welthandels setzt sich fort

23.08.2016 | Wirtschaft Finanzen