UV-Strahlung in Vergangenheit und Zukunft, mit und ohne Wolken

Ziel der Studie

Die Bestimmung der UV-Strahlung in der Zukunft ist wichtig im Hinblick auf mögliche Maßnahmen zur Reduzierung ihrer schädigenden Wirkung. Die Bestimmung der UV-Strahlung für die Vergangenheit, in Zeiten bevor sie gemessen wurde oder für Orte an denen Messungen fehlen, ist wichtig um biologische und medizinische Einflüsse der UV-Strahlung bewerten zu können.

Erscheinungsjahr

Untersuchungsregion/-raum

Bundesland Bayern
Untersuchungsraum Stationen Würzburg und Hoher Peissenberg
Räumliche Auflösung 

Punktdaten

Verwendete Klimamodelle / Ensembles

Emissionsszenarien 2×CO2–Klima
Klimamodelle gekoppeltes Klima- und Chemiemodell ECHAM/CHEM für die Ableitung von Ozonszenarien
Regionales Klimamodell 

Nutzung von Modelldaten des regionalen Klimamodells MM5/MCCM für die Bestimmung der Albedo unter zukünftigen Klimabedingungen sowie für die Ableitung der künftigen Bewölkung

Weitere Parameter 

Gesamtozongehalt der Atmosphäre, aerosoloptische Dicke der Aerosolschicht, Albedo, Bewölkung

Zeitraum 

1968-1980, 1981-1990, 1991-2000, 2050

Klimawirkungen

Klimawirkungen in Handlungsfeld
  • Landwirtschaft
  • Menschliche Gesundheit

Gesundheitliche Auswirkungen von UV-Strahlung/ Pflanzengesundheit

- „Auch die Resultate von HUVB [ungewichtete Exposition im UV-B-Spektralbereich] und HERY [gemittelte tägliche Exposition für erythemgewichtete UV-Strahlung] unter Berücksichtigung der Bewölkung zeigen ein ähnliches Verhalten mit einer grundsätzlich steigenden Tendenz in den vergangenen 30 Jahren. Für einige Monate wird der ozonbedingte Anstieg jedoch durch eine Bewölkungszunahme überkompensiert (Juli, September).“ (S. 6)
- „Vernachlässigt man die Veränderung der Bewölkung, so ergibt sich für Bayern ganzjährig ein Rückgang der mittleren täglichen UV-Exposition. Grund hierfür ist hauptsächlich die prognostizierte Erholung des stratosphärischen Ozongehaltes, die bis zum Erreichen einer CO2-Verdoppelung, ungefähr im Jahr 2050, bereits weitgehend erfolgt sein wird. […] Werden jedoch die prognostizierten Bewölkungsveränderungen bei der UV-Simulationen berücksichtigt, so ergibt sich ein völlig anderes Bild. Während der strahlungsarmen Zeit (Winter, Vorfrühling, Herbst) wird der ozonbedingte UV-Rückgang nur wenig reduziert oder sogar noch verstärkt. Im Sommer dagegen bewirkt ein deutlicher Rückgang der Bewölkung eine Überkompensation des Ozoneffektes und führt für Bayern, verglichen mit 1990, zu einer Zunahme der UV-Exposition von bis zu 15 %.“ (S. 6f)
- „Das bedeutet, dass in Zukunft besonders in der sowieso schon strahlungsintensivsten Jahreszeit mit einem weiteren deutlichen Anstieg der UV-Exposition in Bayern gerechnet werden muss.“ (S. 7)
- „Für die Zukunft ist in den Sommermonaten mit einer Zunahme der UV-Strahlung zu rechnen, die stärker ist als die zu erwartende Reduzierung der UV-Strahlung durch die Erholung der Ozonschicht. Dies beruht auf einer durch die CO2-bedingte Klimaänderung in Bayern hervorgerufene Abnahme der Bewölkung zwischen Mai und September.“ (S. 8)
- „Bei Reduzierung der Betrachtung auf die Fälle ohne Wolken, wie es z. B. für Sonnenbrand sinnvoll sein kann, dominiert in der weiteren Zukunft der Rückgang der UV-Strahlung wieder auf Werte ähnlich denen vor der Ozonabnahme. Allerdings nimmt die Zahl der wolkenlosen Termine im Frühling und Sommer in den nächsten Jahrzehnten deutlich zu, so dass hierdurch doch ein zusätzliches Gefährdungspotential gegeben ist.“ (S. 8)
- „Eine Abnahme der UV-Strahlung in der Zukunft durch eine CO2-bedingte Erwärmung und damit Abnahme des Schnees beschränkt sich auf mittlere Höhen, da oberhalb auch in Zukunft noch Schnee liegen wird, während unterhalb schon derzeit kein Schnee mehr beachtet werden muss.“ (S. 8)
- „Die Zunahme [der UV-Strahlung] in der Vergangenheit hat ein Maximum im Frühling das besonders gefährlich ist, da Menschen und Pflanzen zu dieser Zeit sonnenungewohnt sind.“ (S. 8)
- „In der zukünftigen Forschung sollte daher der UV-A-Strahlung in Zukunft zumindest die gleiche Aufmerksamkeit zugemessen werden sollte wie die UV-B-Strahlung. Im Gegensatz zu dieser wird sich die UV-A-Strahlung auch bei einer Erholung der Ozonschicht nicht verringern. Darüber hinaus wird der prognostizierte Rückgang der Bewölkung in zukünftigen Sommern in Bayern auch zu einer weiteren Erhöhung des UV-A-Niveaus führen. Weiter gilt für die UV-A Strahlung, dass sie in den Vor- und Nachmittagsstunden, wenn die UVB-Strahlung schon gering ist, immer noch hoch ist, so dass die Exposition des Menschen im UV-A hohe Werte erreichen kann, selbst wenn er sich an die UV-B-Regel hält, die Sonne in der Mittagszeit zu meiden.“ (S. 8)

Methodischer Ansatz

Kurzbeschreibung des methodischen Ansatzes 

Strahlungstransferrechnungen mit dem Modell STAR (System for the Transfer of Atmospheric Radiation): UV-Strahlungsflussdichten wurden für verschiedene Standorte in Bayern unter Berücksichtigung von Sonnenstand und Atmosphärenzustand mit Hilfe des Strahlungstransfermodells STAR in der Version STARneuro berechnet, und zwar sowohl zurück in die Vergangenheit als auch für meteorologische Bedingungen der Zukunft.

Analysekonzeptansatz kein Ansatz genannt
Komponenten im Analysekonzept  Klimatischer Einfluss, Klimawirkung
Methodik zur Operationalisierung Quantitative Wirkmodelle (z.B. Abflussmodelle)

Wer war oder ist beteiligt?

Herausgeber Meteorologisches Institut im Department für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München
Förderung / Finanzierung Die Forschungsergebnisse wurden im Rahmen des Bayerischen Forschungsverbundes „Erhöhte UV-Strahlung in Bayern – Folgen und Maßnahmen“, Projekt D1, unter Finanzierung des Bayerischen Staatsministeriums für Landesentwicklung und Umweltfragen erzielt.
Autor / Auftragnehmer Joachim Reuder, Peter Koepke, Jan H. Schween
Kontakt 

Joachim Reuder, University of Bergen

Bibliographische Angaben 

Reuder, J.; Koepke, P.; Schween, J. H. (2004): UV-Strahlung in Vergangenheit und Zukunft, mit und ohne Wolken. Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU).

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Handlungsfelder:
 Landwirtschaft  Menschliche Gesundheit