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Kalt erwischt

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 21.05.2010 17:04

Spätestens seit dem 15. April kennt die ganze Welt den isländischen Vulkan Eyjafjöll. Damals brachte dessen Aschewolke den europäischen Luftverkehr für Tage zum Erliegen, Behinderungen rings um die Welt waren die Konsequenzen. Die Luftfahrtbranche kam grob kalkulierend auf 1,5 bis zwei Milliarden Euro Schaden, und das kurz nachdem die weltweite Wirtschaftskrise die Branche kräftig durchgeschüttelt hatte. Jetzt sollen Grenzwerte dafür sorgen, dass Flugverbote nur dort, wo es nötig ist, verhängt werden. Doch die dafür nötigen Konzentrationsmessungen in der Atmosphäre sind nicht problemlos machbar.

Vulkanaschewolke im Anflug"Ich kann die Industrie gut verstehen", räumt Fred Prata, Fernerkundungsexperte am Norwegischen Institut für Luftforschung in Oslo ein, "aber bislang war die Regel, dass nicht geflogen wird, sobald Vulkanasche in der Luft ist." Im Durchschnitt gibt es jede Woche irgendwo auf der Welt einen Vulkanaschealarm, dem manchmal dann auch eine Flugverbotszone folgt. In der Vergangenheit ist die Luftfahrt mit der Alles-oder-nichts-Regel trotzdem gut geflogen, weil die Vulkane entweder abseits der Hauptflugrouten aktiv waren oder günstige Winde die Aschewolken von den Verkehrskorridoren wegtrieben. So geschah es zum Beispiel vor sechs Jahren, als der Grimsvötn, etwas weiter nordöstlich im isländischen Hochland, 17 Tage lang eine gewaltige Aschefahne über das Nordmeer schickte: Die trieb der Wind nach Nordosten ab, Vulkanaschewolke und dazugehörige Flugverbotszone hatten so gut wie keine Auswirkungen auf die Nordatlantikrouten.

Grimsvötn, Im April 2010 ist mit einem Mal alles anders, denn der Wind treibt die Aschewolke der ansonsten eher unbedeutenden Eyjafjöll-Eruption direkt ins Zentrum des weltweiten Luftverkehrs. "Und wegen der gewaltigen ökonomischen Folgen für die Fluglinien, sagt die Industrie jetzt mit gewissem Recht, dass es Besseres als Alles-oder-Nichts geben muss", so Prata, der als Vertreter der viel kritisierten Wissenschaft in etlichen der Beratungsgremien sitzt.

Messflug am EyjafjöllTatsächlich dauerte es nicht lange und man hatte sich per Telefonkonferenz auf Grenzwerte geeinigt, auch wenn die nur vorläufig gelten. So wird bei Vulkanasche erst ab einer Konzentration von 200 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft genauer hingeschaut. "Das ist auch der Mittelwert der Sandstaubbelastung über Saudi Arabien, dort fliegt der Luftverkehr regulär durch", erklärte Professor Ulrich Schumann, Leiter des Instituts für die Physik der Atmosphäre beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt, zu dem das deutsche Messflugzeug "Falcon" gehört. Ein Flugverbot gilt inzwischen erst, wenn die Vulkanasche 4000 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft überschreitet. Mangels aussagekräftiger Testreihen beruht dieser Wert allerdings auf Techniker-Vorsicht. "Er wurde gewählt, weil er immer noch um die Faktoren zehn bis 1000 unter den Werten liegt, bei denen man früher gefährliche Veränderungen am Flugzeug festgestellt hat", so Schumann.

Eyjafjöll-WolkeDie Grenzwerte kamen in geradezu rekordverdächtiger Geschwindigkeit. Fred Prata, der der Industrie schon seit Jahren in den Ohren lag, sich genau darum Gedanken zu machen, kann sich immer noch nur wundern: "Es ist schon interessant, vorher gab es keinerlei Sicherheitslimits, weil es schlicht keine Informationen gab." Jetzt ist beides da, und die Wissenschaftler halten unversehens wieder den Schwarzen Peter in der Hand. "Es ist für uns eine ziemliche Herausforderung, denn jetzt müssen wir quantitativ werden", betont Prata, "früher mussten wir nur sagen, da ist etwas. Jetzt müssen wir sagen, da ist etwas und zwar soundso viel. Das ist viel schwieriger."

Die Satelliten, mit deren Daten Prata tagtäglich arbeitet, wären geradezu prädestiniert, sich mit dieser Aufgabe zu beschäftigen, denn sie beobachten entweder permanent aus geostationärer Position den nordatlantischen Luftraum, oder sie überfliegen ihn immerhin regelmäßig. "Doch die Instrumente an Bord unserer Satelliten", so bedauert Prata, "sind nicht gemacht, um die Ausbreitung von Vulkanasche zu verfolgen, sie sollten Wolken beobachten, die Meeresoberfläche und die Vegetationsdecke an Land." Sensoren, die die Dicke der Aschewolke bestimmen und damit wichtige räumliche Informationen liefern könnten, sind Mangelware. Der französisch-amerikanische Gemeinschaftssatellit Calipso hat ein solches Instrument an Bord, einen so genannten Lidar. Er scannt wie ein Radar seine Umgebung ab, benutzt aber statt der Radiowelle einen Laserstrahl.

"Aber Calipso fliegt auf einem polaren Orbit und ist nur zeitweise vor Ort", so Prata. Ein paar Mal hatten die Forscher allerdings Glück und Calipsos Lidar nahm die Aschewolke auf, doch ein permanent verfügbarer Lidar wäre Prata und seinen Kollegen lieber. "Es wäre ein sehr gutes Werkzeug", meint der Wissenschaftler, "aber es ist auch sehr teuer und soweit ich weiß, gibt es keine entsprechenden Pläne." Auch ein weiteres sehr nützliches Werkzeug, das Infrarot-Spektrometer IASI an Bord des europäischen Metop-Satelliten, fliegt auf einer polaren Bahn und liefert daher nur zweimal am Tag detaillierte Werte über die räumliche Struktur der Aschewolke. Solche Spektrometer sollen auf künftigen Meteosat-Satelliten fliegen, die nach derzeitigen Plänen allerdings frühestens 2018 ihren Dienst aufnehmen. "Doch vielleicht wird sich das jetzt mit entsprechender Finanzierung beschleunigen lassen", so Prata.

Vulkaneruption auf IslandDoch auch wenn die Instrumentendichte im All noch Wünsche offen lässt, haben die bereits fliegenden Satelliten wertvolle Informationen über die Aschewolken geliefert, wenn auch erst nach einigen Auswertungstricks. So konnten Prata und seine Kollegen mit speziellen Algorithmen Informationen über die Aschewolken und die Schwefeldioxidschwaden, die der Eyjafjöll ausstieß, herauskitzeln. Neue Programme, die Prata und Kollegen im Rahmen des Esa-Projektes Savaa entwickeln, werden die Ausbeute noch steigern. "Es wäre optimal, wenn wir daraus die Zusammensetzung der Wolke bestimmen könnten, die Größenverteilung der Partikel, ihre Dichte", meint der in Norwegen tätige Brite. Das Programm wurde bereits vor einem Jahr begonnen, als noch niemand von Eyjafjöll gehört hatte, "und wir hoffen", so Prata, "dass wir in wenigen Monaten sehr viel besser sagen können, wie viel Asche wo ist".

Der Bedarf bei den Fluglinien wäre auf jeden Fall da, wenn auch vermutlich weniger auf dem europäischen Kontinent. In den Fokus gerät stattdessen Asien, das sich zum Schwerpunkt der internationalen Wirtschaft entwickelt. "Der Luftverkehr mit Fernost wird stark ansteigen, und damit auch die Zahl der Langstreckenflüge über den Pazifik", prognostiziert Prata. Die Wahrscheinlichkeit, dass die Flugrouten über dem Stillen Ozean dabei von Vulkaneruptionen gestört werden, ist groß, denn der Pazifische Feuerring hat seinen Namen nicht umsonst. "In Indonesien, auf den Philippinen, in Japan oder Kamtschatka gibt es viele aktive Vulkane, so dass Vulkanasche dem internationalen Luftverkehr künftig öfter gefährlich werden könnte als heute", erwartet der Vulkanasche-Experte. Viel Arbeit wird da auf die Fernerkundungs-Gemeinde rund um den Globus zukommen. 


Vulkanausbruch GrimsvötnUnd vielleicht kommt ja auch Fred Pratas Lieblingsidee zum Tragen, die er schon seit Jahren unermüdlich unters Fachpublikum zu bringen versucht. Die Piloten könnten mit Infrarot-Sensoren an Bord ihrer Flugzeuge die Vulkanasche-Wolken selbst erkennen und ihnen selbstständig ausweichen. "Damit  könnte man bis zu 100 Kilometer nach vorne sehen und der Pilot bekäme eine Vorwarnzeit von fünf Minuten", meint Prata. Zusätzlich zu den selbst in ihrer regionalen Form doch grob gestrickten Flugverbotszonen bekämen die Flugzeugführer ein Instrument für die Feinsteuerung ihres Kurses in Vulkanasche-Gefahrenzonen an die Hand. Bislang war die Resonanz auf Pratas Idee sehr gering. Gut möglich, dass der Eyjafjöll mit seinem Asthma-Anfall hier einen Sinneswandel bewirkt.

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