Der Ausbruch des Vulkans Eyjafjallajökull auf Island im April 2010 sorgte für ein mehrtägiges Flugverbot über Europa und damit auch einen großen wirtschaftlichen Schaden. Das FZJ erweiterte ein Vulkanasche-Transportmodell, um im Fall eines erneuten Vulkanausbruchs innerhalb Europas zeitnah Vorhersagen über die Ascheausbreitung zu berechnen.

Durch die Ausbruchsserie des Eyjafjallajökulls von April bis Mai 2010 wurde aufgrund der vorherrschenden nordwestlichen Wetterlage Vulkanasche innerhalb von wenigen Tagen über die Nordsee und Nordwesteuropa ostwärts bis nach Zentralrussland und südwärts bis nach Spanien und Portugal transportiert.

Dies hatte die Sperrung weiter Teile des europäischen Luftraums für den Flugverkehr aus Sicherheitsgründen für mehrere Tage zur Folge. Mehr als 100.000 Flüge fielen zwischen dem 15. und dem 21. April aus. Der dadurch entstandene wirtschaftliche Gesamtschaden betrug 2,5 Milliarden Euro (Oxford-Economics, 2010).

Um das Risiko für den Flugverkehr abschätzen zu können, werden hoch entwickelte Aerosoldispersions-Modelle sowie Aerosolbeobachtungen und -messungen benötigt und ausgewertet. Beim Ausbruch des isländische Vulkans wurden Vorhersagen des Ausbreitungsmodells NAME (Numerical Atmospheric-dispersion Modeling Environment) vom Londoner VAAC (Volcanic Ash Advisory Center) als Grundlage für die Flugverbotsentscheidungen im Hinblick auf eine Nulltoleranzbasis verwendet. Modelle von anderen VAACs und verschiedene Aerosolausbreitungsmodelle lieferten weitere Simulationen.

Zeitnahe Vorhersagen zur Ausbreitung von Aschewolken möglich

Während des Eyjafjallajökull-Ausbruchs wurde am Rheinischen Institut für Umweltforschung (RIU) an der Universität zu Köln das Chemie- und Aerosoltransport-Modell EURAD-IM (EURopean Air pollution Dispersion-Inverse Model, Elbern et al., 2007) um ein Vulkanaerosol-Modul erweitert. Hiermit wurden Prognosen der Ascheausbreitung über Europa berechnet (siehe Film). Der Film zeigt die mit diesem Modell berechnete Ascheverteilung über Europa in einer Höhe von drei Kilometern für die erste (und teilweise zweite) Eruptionsphase vom 14. bis zum 18. April 2010. Ein Vergleich mit Satelliten- und Ceilometerdaten zeigt, dass die horizontale Ausbreitung der Asche gut von der Simulation wiedergegeben wird.

Unsicherheiten bei der Berechnung der Aerosolausbreitung ergeben sich dennoch; vor allem durch unzureichende Informationen der Quellstärken. Hierzu gehören zum Beispiel Eruptionshöhe und Emissionsstärken bzw. vertikale Verteilung der Ascheemissionen. Um genauere Angaben über die Quellstärken zu erhalten, können die Methoden der inversen Modellierung und Datenassimilation angewendet werden (Elbern et al., 2010). Bei der Methode der inversen Modellierung werden die Eingangswerte des Modells (hier: die Quellstärken des Vulkanausbruches) solange angepasst, bis eine bestmögliche Übereinstimmung mit Beobachtungsdaten erreicht wird. Das EURAD-IM ist in der Lage dieses fortgeschrittene Verfahren umzusetzen und dient zur Bestimmung der Quellterme bei Vulkanausbrüchen.

Weiterführende Informationen

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR erklärt die Gefährdung für Triebwerke durch Vulkanasche. Link

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