Mit der DOAS-Methode kann man präzise Messungen von verschiedenen Spurengasen aus sicherer Entfernung durchführen, typischerweise einige Kilometer vom aktiven Krater entfernt. Voraussetzung ist nur, dass die jeweiligen Gase auch in dem Wellenlängenbereich Licht absorbieren, in dem Himmelslicht zur Verfügung steht, sonst muss eine künstliche Lichtquelle verwenden.
Kilometer weit weg und trotzdem genau
Inzwischen haben Forscher mit DOAS neben Schwefeldioxid auch Halogen- und Stickoxide in Vulkanfahnen gemessen. Schwefeldioxid (SO2) kommt dabei aber immer eine besondere Stellung zu, da diese Verbindung in großen Mengen ausgestoßen wird und in der Atmosphäre relativ stabil ist. Erst auf Zeitskalen von Stunden bis Tagen reagiert SO2 zu Schwefelsäure, bildet feine Aerosolteilchen oder setzt sich am Boden ab.
Daher können Wissenschaftler mit einer Messung, die sie einige Kilometer vom Vulkan entfernt durchführen, immer noch die komplette ausgestoßene Menge an Schwefeldioxid erfassen. Die Emissionsrate des Gases bestimmen sie dadurch, dass sie zunächst die Gesamtmenge der Substanz in einem Querschnitt der Fahne senkrecht zur Ausbreitungsrichtung messen und diese dann mit der Windgeschwindigkeit multiplizieren. Die Emissionsrate gibt an, wie viel SO2 pro Sekunde, Tag oder Jahr ausgestoßen wird.
Wind stört Messungen
Natürlich steckt der Teufel im Detail, und ein Detail ist die Bestimmung der Windgeschwindigkeit. In der Vergangenheit wurden oft Windmessungen am Boden oder am Kraterrand durchgeführt. Sie erwiesen sich aber als aufwendig, ungenau und manchmal sogar gefährlich. Zudem waren die erhaltenen Daten nur bedingt repräsentativ für die tatsächlich in der Fahne herrschende Windrichtung und Geschwindigkeit. Die DOAS-Geräte ermöglichen jetzt jedoch einen neuen Messansatz, der sich als deutlich genauer erwiesen hat.
