Ein satellitengestütztes Verfahren zur Vorhersage von Vulkanasche
Zur Erhöhung der Sicherheit des Flugverkehrs und zur schnellen Reaktion des Luftverkehrssystems im Krisenfall eines Vulkanausbruchs ist es notwendig, aschefreie Lufträume nachzuweisen. Am DLR Institut für Physik der Atmosphäre wurde ein satellitengestütztes Verfahren entwickelt, das kurzfristig die Ascheverteilung in der Luft bestimmt und stark sowie schwach aschebelastete Bereiche detailliert abbildet.
Der Ausbruch der isländischen Vulkane Eyjafjallajökull 2010 und des Grímsvötn 2011 haben die Verwundbarkeit des Luftverkehrssystem bei Vulkanausbrüchen deutlich gemacht und Lücken in den Beobachtungssystemen für Vulkanasche offengelegt. Deshalb wurde entschieden, ein Verfahren zu entwickeln, das Aschewolken mit bereits im Weltall befindlichen Satelliten detailliert aufspürt. Im April 2010 mussten große Bereiche des Luftraums über Europa gesperrt werden, da zu Beginn der Krise keine Grenzwerte für die tolerierbare Aschemassenkonzentration vorlagen und die tatsächliche Aschemassenkonzentration in der Luft nur unzureichend bekannt war. Rund 100.000 Flüge wurden damals gestrichen.
Nach dem Ausbruch des Eyjafjallajökull wurde ein Grenzwert für die für Flugzeuge maximal zulässige Vulkanaschemassenkonzentration im Luftraum von Mitteleuropa und Großbritannien von zwei beziehungsweise vier Milligramm Asche pro Kubikmeter Luft festgelegt. Bis 2015 wollen Wissenschaftler des Instituts in der Lage sein, die Aschewolke eines Vulkanausbruchs zeitnah und präzise zu vermessen und ihre Verlagerung in den Folgestunden vorherzusagen. Satellitendaten sind die wichtigste Informationsquelle, um großräumig zu beurteilen, wie sich eine Aschewolke ausbreitet. Die Wissenschaftler des DLR-Instituts für Physik der Atmosphäre beschäftigen sich seit 2012 im Rahmen des Projekts VolcATS (Volcanic ash impact on the Air Transport System) mit der Auswertung von Meteosat-Daten zur Vulkanaschedetektion. Dabei wurden wichtige Infrarotsignaturen für Vulkanasche im Luftraum erkannt und in die Datenauswertung integriert. Entscheidend für den Erfolg waren wiederholt Vergleichsmessungen mit dem DLR-Forschungsflugzeug Falcon in der Nähe von Vulkanen und in Mineralstaubwolken, die den Forschern als Testszenario dienten.
Ein Prototyp des neuen Verfahrens zur satellitenbasierten Vulkanaschedetektion VADUGS (Volcanic Ash Detection Utilizing Geostationary Satellites) ist bereit für einen ersten Einsatz, sollte der Vulkan Bárðabunga Aschewolken ausstoßen. Es liefert dann nicht nur deutlich genauere Informationen, wo sich eine Aschewolke mit welcher Konzentration ausbreitet. Hinzu kommt die hohe Aktualität: Alle 15 Minuten liefern die von EUMETSAT betriebenen Meteosat-Satelliten der zweiten Generation Daten für ein aktuelles Lagebild.
Kontakt: M. Rapp (markus.rapp@dlr.de), K. Graf (kaspar.graf@dlr.de)