Außergewöhnlicher UV-Rekord

Strahlungsrekord: In den Anden haben Forscher kurzzeitig einen UV-Wert gemessen, der alles jemals auf der Erde registrierte übertraf. Verursacht wurde dieser UV-Peak vermutlich durch ein Zusammentreffen mehrerer ungünstiger Umstände. Für die Forscher ist dieses Ereignis jedoch ein Anlass zur Warnung: Ähnliches könnte künftig sogar häufiger vorkommen.

Die Ozonschicht in der Stratosphäre fängt einen Großteil der energiereichen UV-Strahlung von der Sonne ab. Ein Rest dieser Wellen kommt jedoch durch und kann je nach Intensität akute oder langfristige Gesundheitsschäden bei Lebewesen auslösen. Die etwas langwelligere UV-A-Strahlung fördert die Bildung aggressiver freier Radikale in der Haut, diese können Zellschäden und langfristig Hautkrebs auslösen. Noch direkter wirkt die kurzwelligere UV-B-Strahlung: Sie dringt zwar nicht tief in die Haut ein, verursacht dafür aber schnell einen Sonnenbrand und verursacht DNA-Schäden in den Hautzellen, die ebenfalls zum Hautkrebs führen.

So hoch wie noch nie

Weil die UV- Strahlung je nach Zeit und Ort schwankt, wird sie mit Hilfe von Dosimeter-Netzwerken weltweit überwacht. Zwei dieser Dosimeter waren in den Jahren 2003 und 2004 in den bolivianischen Anden installiert – auf 5.900 und 4.300 Metern Höhe. Wegen der geringen Luftfeuchtigkeit, der reinen Luft und einer über den Tropen ohnehin dünneren Ozonschicht liegen die UV-Werte in dieser Region deutlich höher als beispielsweise in Mitteleuropa. Der UV-Index kann Werte oberhalb von 11 erreichen – und damit über der Grenze, ab der ein ungeschützter Aufenthalt im Freien nicht empfohlen wird.

Nathalie Cabrol vom Ames Research Center der NASA in Moffet Field und ihre deutschen Kollegen registrierten jedoch im Dezember 2003 einen zuvor noch nie gemessenen Rekord: Innerhalb weniger Tage stieg die UV-B-Strahlung bis auf einen Indexwert von 43,3 am 29. Dezember an und erreichte auch an den Folgetagen erhöhte Werte. „Das sind die höchsten Werte, die jemals irgendwo auf der Erde registriert worden sind“, konstatieren die Forscher. Zwar ist diese Andenregion nur dünn besiedelt, aber die Gesundheit der Bewohner kann durch solche Rekordwerte beeinträchtigt werden – vor allem, wenn sich solche Ereignisse wiederholen.

Ein solarer Strahlenausbruch und spezielle Wetterbedingungen begünstigten den UV-Rekord. © NASA/SDO

Brände, Wind und Sonnensturm

Was aber hatte diesen UV-Rekordwert hervorgerufen? Um das herauszufinden, analysierten die Forscher Wetterdaten für diese Zeitperiode und zogen auch Informationen zur Sonnenaktivität hinzu. Wie sie berichten, gab es offenbar gleich mehrere Faktoren, die einerseits die schützende Ozonschicht in diesem Gebiet schwächten, andererseits für eine starke UV-Einstrahlung sorgten.

So hatten ausgedehnte Waldbrände westlich und nördlich der Standorte kurz zuvor Gase und Schwebstoffe freigesetzt, die den Ozonabbau in der Stratosphäre fördern. Denn gerade am Rand der Anden können aufsteigende Luftmassen Schwebstoffe bis in höhere Luftschichten hinaufreißen, wie die Wissenschaftler erklären.

Hinzu kam eine kosmischen Komponente: Erst kurze Zeit vorher hatte ein starker Plasmaausbruch auf der Sonne große Mengen energiereicher Strahlung und Teilchen in Richtung Erde geschleudert. Noch bis in den März 2004 hinein ereigneten sich immer wieder stärkere Sonnenstürme. Dieses Bombardement setzt der Ozonschicht zu und führt gleichzeitig dazu, dass mehr UV-Strahlung bis zum Erdboden durchdringt als gewöhnlich.

Wiederholung wahrscheinlich

„Damit ist dieser Besorgnis erregende UV-Rekord zwar das Ergebnis einer fatalen Kombination von Faktoren – dies könnte aber wieder passieren“, sagt Cabrol. Denn Sonnenstürme und Waldbrände sind alles andere als selten. Hinzu kommt: Klimaforscher sagen voraus, dass sich die Ozonschicht über den Tropen in den nächsten Jahren und Jahrzehnten durch den Klimawandel weiter ausdünnen wird. Solche UV-Rekorde könnten dann noch häufiger vorkommen.

„Noch ist dieser Rekord nicht direkt mit dem Klimawandel verknüpft, er ist aber ein Vorbote dessen, was wir erwarten müssen, wenn das Ozon dünner wird“, warnt Cabrol. (Frontiers in Environmental Science, 2014; doi: 10.3389/fenvs.2014.00019)

(Frontiers, 09.07.2014 – NPO)