Aktuelles aus dem Alpenraum

Ozonrückgang durch Corona-Lockdown

16.03.2021

Wissenschaftler des Karlsruher Institut für Technologie zeigen mit Infrarotmessungen auf der Zugspitze einen Rekord-Rückgang von sieben Prozent in der freien Troposphäre.

Deutlich weniger Verkehr, ob auf der Straße oder am Himmel: In der freien Troposphäre, dem Bereich der Erdatmosphäre in einem bis acht Kilometern Höhe, bewirkt der lockdownbedingte Rückgang von Stickoxiden und flüchtigen organischen Verbindungen eine Abnahme der photochemischen Produktion von Ozon. Nachgewiesen haben das Infrarotmessungen des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) als Teil einer Studie des Deutschen Wetterdienstes, der weitere Messungen mit Laserradar und Ballonsondierungen durchführte. Das Team hat gezeigt, dass sich der beschriebene Ozon-Rückgang in der freien Troposphäre über die gesamte nördliche Hemisphäre erstreckt. Über die Ergebnisse berichten die Forschenden in der Zeitschrift Geophysical Research Letters.

„Hier zeigen sich Tiefstwerte, wie sie seit dem Jahr 2000 nicht mehr gemessen wurden“, berichtet Ralf Sussmann vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU), dem Campus Alpin des KIT in Garmisch-Partenkirchen, der mit seinem Team die Messungen an der Forschungsstation auf der Zugspitze durchführte. „Der Ozonrückgang in diesem Reinluftbereich, also einem Bereich mit geringer Schadstoffbelastung, bietet zwar keine wesentlichen Vorzüge für die Gesundheit, aber die aktuelle Situation erlaubt es in idealer Weise, unser Verständnis der Ozonbildung und -zerstörung in der Atmosphäre zu überprüfen.“

Pressemitteilung des KIT

Wissenschaftliche Publikation: Steinbrecht et al. in Geophysical Reserach Letters. Covid-19 Crisis Reduces Free Tropospheric Ozone Across the Northern Hemisphere

_________________________________________________

Ätna: Schwefeldioxid und Vulkanasche an der Zugspitze

10.03.2021

 Am 22. Februar 2021 um ca. 23:15 Uhr brach der Ätna in Italien aus. Nur zwei Tage später konnten an der Umweltforschungsstation Schneefernerhaus (UFS) bereits Schwefeldioxid und Aschepartikel gemessen werden.

Der Deutsche Wetterdienst (DWD) betreibt auf der Umweltforschungsstation Schneefernerhaus unterhalb des Zugspitzgipfels ein Instrument zur Messung von Schwefeldioxid in der Atmosphäre. Des Weiteren nutzt die UFS ein sogenanntes Ceilometer, ein vollautomatisch rund um die Uhr messendes Laserinstrument zur Erfassung von Partikeln in atmosphärischen Schichten oberhalb der UFS. Damit lassen sich beispielsweise Saharastaub und Vulkanasche in der Luft detektieren. Schwefeldioxid und Vulkanasche sind es auch, die bei Vulkanausbrüchen vermehrt in die Erdatmosphäre gelangen.

Während der letzten Februarwoche wurden an der UFS deutlich höhere Schwefeldioxidwerte als normal gemessen. Der Wert von Schwefeldioxid (SO2) der in der Regel unter 1 ppb liegt, erreichte am Donnerstag den 25. Februar Werte von 3-6  ppb (parts per billion = Teilchen pro 1 Milliarde Luftteilchen), im Maximalwert wurden knapp 20 ppb gemessen

Das Ceilometer zeigte am 25. Februar in den frühen Morgenstunden eine wenige hundert Meter dicke Partikelschicht ca. 1 km oberhalb der UFS an, die im Tagesverlauf auf das Niveau der Station herabsank und zu einer starken Zunahme der ebenfalls am Schneefernerhaus gemessenen Partikelanzahl (bis 25.000 Partikel/cm3) in der Luft führte.

Die gemessenen Schwefeldioxid- Konzentrationen weit über dem Normalwert korrelieren zeitlich mit den Ausbrüchen des gut 1000 km entfernten Vulkans Ätna auf Sizilien. Dieser zeigte bereits am 19. Februar verstärkt strombolianische Aktivität, sogenannte Paroxysmen, und stieß in den darauf folgenden Tagen vermehrt Schwefeldioxid und Aschewolken aus. Die Ausbrüche setzten sich in den kommenden Tagen fort, teilweise mit spektakulären, mehreren Hundert Metern hohen Lavafontänen. Nach einer kurzen Ruhepause zum Monatsende wurden bis 7. März weitere Ausbrüche beobachtet, deren Emissionen jedoch in Richtung Griechenland, naher Osten und afrikanische Mittelmeerküste getragen wurden. Die bisher letzte verzeichnete Aktivität war in der Nacht vom 9. auf den 10. März, wie mit Hilfe von Satellitenaufnahmen ermittelt werden konnte. Derzeit ist noch nicht abzusehen, ob es zu weiteren Ausbrüchen kommen wird.

Die vulkanischen Emissionen am 22. Februar erreichten für den Ätna ungewöhnliche 11 bis 12 km Höhe und zogen in nordwestliche Richtung über das Mittelmeer und die Südküste von Sardinien Die Messungen am Schneefernerhaus weisen aber darauf hin, dass es in den Luftschichten eine Bewegung Richtung Norden gegeben haben muss, die die Vulkanwolke über die Alpen nach Deutschland gebracht hat. Diese Bewegung konnte vom DWD auch gut mit Hilfe von Satellitendaten (SEVIRI) beobachtet werden.

Die Messungen des DWD am Schneefernerhaus spielen eine wichtige Rolle für die Erkenntnis über die Ausbreitung und die zeitliche Entwicklung von derartigen Wolken. Auch beim Ausbruch des Eyjafjallajökull 2010 auf Island wurden zeitnah erhöhte Schwefeldioxidwerte und Aschepartikel an der UFS gemessen. Mithilfe der damals gewonnen Information über die Ausbreitung und die Aschemenge konnten unter anderem auch Warnungen für Flugreisen untermauert werden.

________________________________

Saharastaub-Ereignis 06./07.02.2021

09.02.2021

Die am Wochenende (06./07. Februar 2021) über Süddeutschland sichtbare Saharastaubwolke wurde auch auf der GAW Station Zugspitze / Hohenpeißenberg mit verschiedenen Geräten gemessen. Die Kollegen vom Deutschen Wetterdienst (DWD) am Hohenpeißenberg und Umweltbundesamt (UBA) im Schneefernerhaus berichten:

Am 05.02.2021 ca. 12:00 UTC tauchen in ca. 3 km Höhe ü.N.N. die ersten Saharastaubschichten im Ceilometer (siehe Abbildung) am Hohenpeißenberg auf. Evtl. vorhandene höhere Schichten werden durch Wolken verdeckt. Die bis ca. 4 km reichende Staubschicht senkt sich am 06.02. ca. 18:00 auf das Niveau des Hohenpeißenbergs ab (ca. 1000 m ü.N.N). Bereits am 05.02. ca. 15:00 senkte sich die Schicht auf das Niveau der UFS ab (2650 m ü.N.N) und wurde in-situ als Anstieg der Massenkonzentration gemessen.

Die maximalen PM10 Massenkonzentrationen am Hohenpeißenberg mit zwei verschiedenen Messprinzipien gemessen betrugen im SHARP (beta-Absorption): 93 µg/m³, im TEOM-FDMS (Resonanzwägung): 121 µg/m³, auf der UFS sogar fast 350  µg/m³ (siehe Abbildung) . Die Partikelgrößenverteilung  zeigte Partikelgrößen zw. 0.5 und ca. 15 µm. Die Aerosolfilter am Hohenpeißenberg und der UFS (Abbildung) haben eine deutlich sandfarbene Färbung.

Abb.: DWD Observatorium Hohenpeißenberg; UBA Messstelle Zugspitze