Warten auf die neue Wolke

Gut drei Wochen sind inzwischen vergangen, seit der Eyjafjallajökull auf Island ausbrach. Die Computer des Rheinischen Instituts für Umweltforschung an der Universität Köln liefen in dieser Zeit auf Hochtouren.

Normalerweise simulieren die Kölner Meteorologen und Geophysiker mit ihren Rechnern, wie sich Luftschadstoffe in der Atmosphäre ausbreiten. Gleich nach der Eruption des Eyjafjallajökull aber schalteten sie auf Vulkanasche um – und starteten einen Extralauf. Täglich lieferten die Forscher aktualisierte Vorhersagen über den Weg der Staubwolke über Europa.

"Wir sind durchaus zufrieden. Die räumliche Verteilung haben wir eigentlich auf Anhieb gut getroffen."

Eine Zwischenbilanz von Elmar Friese, Geophysiker und Spezialist für die Modellierung von Aerosolen. Dazu zählen auch Vulkanstaub-Partikel.

Eine andere, noch wichtigere Information konnten die Kölner mit ihren Simulationen aber nicht liefern: Wie dicht die Wolke war, als sie über Europa schwebte. Der Meteorologe Hendrik Elbern:

"Wir hätten uns gewünscht, oder es wäre ideal gewesen, wenn bei der herankommenden Aschewolke über der nördlichen Nordsee schon ein Flugzeug zur Verfügung gewesen wäre. Wenn wir Messungen gehabt hätten auf dem Weg nach Zentraleuropa, hätten wir sehr präzise voraussagen können, was an Staub zu erwarten wäre."

Weil Flugzeuge erst nach Tagen aufstiegen, fehlten den Modellierern wichtige Eingangsgrößen für ihre Simulation. Sie wussten nicht genau, wie viel Asche der Gletschervulkan während der heftigen Eruptionen am Anfang überhaupt ausschleuderte. Und sie kannten auch nicht das Größenspektrum der emittierten Staubkörnchen. Dabei entscheidet ihr Gewicht darüber, wie schnell Aschepartikel wieder zu Boden sinken. So kam es, dass Flughäfen tagelang geschlossen blieben, obwohl es vielleicht gar nicht nötig war.

Auch die verspäteten Flugzeugmessungen sind für die Modellierer aber von Nutzen. Am Wochenende überflog der deutsche Forschungsjet Falcon den Eyjafjallajökull. Der Vulkan spuckt weiterhin Asche, zuletzt sogar wieder verstärkt. Elmar Friese freut sich schon auf die Daten:

"Die sind auf jeden Fall wertvoll. Die Falcon ist durchaus in der Lage, das Größenspektrum zu messen als auch die Zusammensetzung. Vulkane lassen sich ja auch so ein bisschen klassifizieren. Vielleicht wird das dann für eine gewisse Bandbreite dieser eher basaltischen Vulkane von Nutzen sein. Wir können diese Daten in unser Modell einspeisen, das heißt, wir verbessern den Anfangszustand unseres Modells, so dass es dann im weiteren zeitlichen Verlauf in der Lage ist, die Realität besser zu treffen."

Auch Messgeräte am Boden haben die Vulkanasche über Europa in den zurückliegenden Wochen ins Visier genommen. Die leistungsfähigsten von ihnen stehen in Forschungsinstituten. Die sogenannten Lidarss schicken Laserstrahlen in den Himmel und fangen das Echo nach der Rückstreuung durch Luftpartikel wieder auf. So erhält man ein Höhenprofil der Aschewolke über der Messstation.

Auch die Lidar-Daten könnten Hendrik Elbern und seinen Kollegen helfen, ihre Simulationen zu verbessern – wenn sie denn routinemäßig zur Verfügung stünden. Das ist aber nicht der Fall. Die Laserkanonen werden bisher nur zu Forschungszwecken betrieben:

"Wir sind erst dabei, derartige Instrumente in das Daten-Transfersystem einzufügen, das die Wetterdienste haben. Ein formales Verfahren mit diesen Lidar-Daten haben wir noch nicht, weil es für uns noch nicht interessant war, weil wir sie nicht in Echtzeit kriegen."

Das alles könnte nach dem Eyjafjalla-Schock nun kommen: ein europäisches Vulkanstaub-Überwachungssystem im Verbund aus Modellsimulationen, Flugzeug- und Bodenmessungen. Der Aufbau eines solchen Netzwerkes wird aber viel Organisation, viel Geld und sicher auch viel Zeit benötigen. Lidarss und Modelle zum Beispiel sprechen heute noch nicht dieselbe Sprache:

"Das Lidar gibt eigentlich nur optische Informationen. Und wir brauchen chemische Informationen."

Die Kölner Modellierer müssen deshalb ihr Programm umschreiben und neue, passende Algorithmen einbauen. Das, sagt Elmar Friese, gehe nicht mal eben so nebenbei:

"Monate bis Jahre müsste man schon nennen."