BayFORKLIM

BAYERISCHER KLIMAFORSCHUNGSVERBUND

U10 (zweite Phase) Ozon- und UV-B-Meßreihen

Arbeitsfeld:

Die UV-B-Strahlung (290-320 nm) wird operationell am Meteorologischen Observatorium Hohenpeißenberg seit Januar 1990 mit dem Brewer-Spektrophotometer Nr. 10 halbstündig bei Tageslicht gemessen. Eingehende Untersuchungen der meßtechnischen Eigenschaften des Brewer-Spektrophotometers sowie einige Geräte- und Modellvergleiche ergaben, daß der Brewer gut für Langzeit-Messungen der UV-Strahlung geeignet und die Datenqualität für eine Reihe von Anwendungen ausreichend ist, z. B. Erstellen einer Klimatologie und Trendaussagen für Wellenlängen ab etwa 300 nm. Nach Anwendung einiger Korrekturen kann der Fehler der UV-Werte auf kleiner 10 % abgeschätzt werden. Eine Klimatologie (1990-1997) der UV-Integrale zum Sonnenhöchststand wurde erstellt und mit Modellrechnungen verglichen. Bei den UV-relevanten Parametern wurde Folgendes festgestellt: Die Globalstrahlung hat seit 1953 um 3 % pro Dekade abgenommen, die relative Häufigkeit der Cirrusbewölkung seitdem um 9,5 % pro Dekade zugenommen. Vulkanausbrüche erhöhen vorübergehend die Trübung und zerstören vermehrt Ozon. Das Verhältnis von globaler (G) zu diffuser (D) Strahlung im gesamten solaren Wellenlängenbereich kann als Maß für die Trübung verwendet werden, große Vulkanausbrüche sind im Verhältnis dieser beiden Größen gut zu erkennen. Das Gesamtozon weist im Jahresmittel einen Trend von -3.1 % pro Dekade seit 1968 auf, mit einem Maximum im Spätwinter/Frühjahr von ca. -6 %. Der Zusammenhang zwischen Gesamtozon, Trübung und UV-B-Strahlung wurde für Sonnenscheindauer 10/10 im Zeitraum 1990-1997 ermittelt. Für klare Verhältnisse und kurze Wellenlängen besteht eine starke Korrelation zwischen UV-Strahlung und Gesamtozon bei hoher erklärter Varianz durch das Ozon. Dies wird durch die Einteilung der vorherrschenden atmosphärischen Verhältnisse in Klassen von G/D erreicht. Damit konnte auch für den Zeitraum 1968-1989, für den alle anderen Größen außer der UV-Strahlung bekannt sind, die UV-Strahlung abgeschätzt werden. Im langfristigen Trend ergibt sich für die Monate März und April etwa eine Verdoppelung der kurzwelligen (<305 nm) UV-Strahlung seit 1968. Später im Jahr und bei längeren Wellenlängen ist - wegen der dann schwächeren Ozonverluste - die Zunahme der UV-Strahlung wesentlich geringer (maximal 40 % bei Wellenlängen <305 nm). Bei gleichem Sonnenstand war die UV-Strahlung im März bei 300 nm vor 30 Jahren nur ein Drittel so hoch wie im September. Durch den stärkeren Ozonverlust im Frühjahr ist in den letzten 5 Jahren die UV-Strahlung im März schon halb so groß wie im September, wobei ja auch die Strahlung im September etwas angestiegen ist. Bei den Wellenlängen 305 und 310 nm, in diesem Bereich liegt der Schwerpunkt der Erythemwirkungsfunktion, ist auch eine deutliche Zunahme zu verzeichnen. Bei Wellenlängen um 320 nm ist noch keine Aussage über eine Zu- bzw. Abnahme möglich. Nach Vulkanausbrüchen ist wegen des verstärkten Ozonabbaus die UV-Strahlung trotz erhöhter Trübung vorübergehend für etwa ein bis zwei Jahre deutlich erhöht. Mit Hilfe der in dieser Arbeit beschriebenen, allein auf Messungen beruhenden Methode konnte ein erheblicher Anstieg der UV-B-Strahlung - insbesondere in den Wellenlängen zwischen 300-310 nm - in den letzten 30 Jahren am Meteorologischen Observatorium Hohenpeißenberg gefunden werden.

Forschungsbedarf:
bereits abgeschlossen

Gefördert durch:
Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie