Wetternews: Die Sonne – Freund oder Feind?

Die Sonne ist die grösste Energiequelle unseres Planeten. Sie hat viele positive Auswirkungen, ist aber auch die stärkste Quelle ultravioletter elektromagnetischer Strahlung.

Doch welche Auswirkungen hat die UV-Strahlung auf die menschliche Gesundheit? Und warum ist die Überwachung der Strahlung an der Erdoberfläche so wichtig?

Ultraviolette Strahlung

Die UV-Strahlung macht nur einen kleinen Teil der gesamten von der Sonne ausgesandten Strahlung aus. Die Wellenlänge der ultravioletten Strahlung ist jedoch kleiner als die der Strahlung im sichtbaren Spektrum. Folglich hat UV-Strahlung einen grösseren Einfluss auf die menschliche Gesundheit, da sie energiereicher ist und daher tiefer in die menschliche Haut eindringt. Eine übermässige Exposition gegenüber UV-Strahlung kann beispielsweise zu Haut- und Augenverletzungen führen.

Die verschiedenen UV-Strahlungen

Wie in Abbildung 1 dargestellt, umfasst das UV-Strahlungsspektrum die drei Bereiche UV-A (315 bis 400 Nanometer), UV-B (280 bis 315 Nanometer) und UV-C (100 bis 280 Nanometer).

Die UV-C-Strahlung ist die kurzwelligste und daher für den Menschen am schädlichsten. Glücklicherweise absorbiert die Ozonschicht beim Durchdringen des Sonnenlichts durch die Atmosphäre das gesamte UV-C und auch den grössten Teil des UV-B.

UV-B ist intensiv und gefährlich und führt zu Bräunung oder Sonnenbrand, kann aber durch Glas und Sonnenschutzmittel herausgefiltert werden. Die Intensität der UV-B-Strahlung kann je nach geografischer Lage sowie Tages- und Jahreszeit stark variieren. Im Sommer ist sie am intensivsten.

UV-A-Strahlung wird von der Atmosphäre nicht so wirksam gefiltert und macht etwa 90 % der UV-Strahlung aus, welche die Erdoberfläche erreicht. UV-A kann bis in die tiefen Hautschichten eindringen und ist für Hautalterung und Faltenbildung verantwortlich. Sie kann in schweren Fällen Hauttumore verursachen. UV-A kann durch Sonnenschutzmittel ebenfalls herausgefiltert werden.

Elektromagnetisches Spektrum von UV, sichtbarem Licht und Infrarot. (Quelle: MeteoSchweiz)

Messung und Überwachung der UV-Strahlung

Die Strahlung ist der Motor, der den Energieaustausch zwischen der Atmosphäre, den Ozeanen und der Erdoberfläche in Gang hält. Der Zustand unserer Atmosphäre und die Durchschnittstemperatur der Erde ergeben sich aus dem Gleichgewicht der verschiedenen Strahlungsflüsse zwischen diesen drei Komponenten. Ein Ungleichgewicht in der Strahlungsbilanz verursacht nicht nur eine Reihe von meteorologischen Dynamiken, sondern beeinflusst auch den Klimawandel. Die hochpräzise Messung der Strahlungsflüsse ist ein wichtiger Bestandteil der Erforschung des Klimawandels, an der sich MeteoSchweiz im Rahmen des Messprogramms Global Atmosphere Watch (GAW) beteiligt.

MeteoSchweiz misst die Strahlung an der Erdoberfläche an den Messstationen des Netzwerks Swiss Alpine Climate Radiation Monitoring (SACRaM) und deckt dabei das gesamte elektromagnetische Spektrum (Ultraviolett, sichtbares Licht bis Infrarot) ab.

Die UV-Strahlung wird an den folgenden vier Stationen gemessen: In Davos werden die UV-Messungen seit Mai 1995 durchgeführt , auf dem Jungfraujoch seit November 1996, in Payerne seit November 1997 und in Locarno-Monti seit Mai 2001. Die UV-Messungen werden mit einem UV-Biometer durchgeführt (Abbildung 2). Diese Geräte messen die Intensität der UV-Strahlung mit Hilfe von Erythemalfiltern, welche die Empfindlichkeit der Haut nachahmen. Der Begriff „erythemal“ leitet sich aus „erythema“ (Sonnenbrand) ab.

UV-Biometer messen die ultraviolette Strahlung. Das Bild zeigt die Biometer, die auf dem Dach des Physikalisch-Meteorologischen Observatoriums in Davos installiert sind. (Quelle: MeteoSchweiz)

Der UV-Index

Der UV-Index ist ein einfaches Mass zur Intensitätsbestimmung der UV-Strahlung der Sonne. Je höher der UV-Index, desto intensiver und schädlicher ist die Sonnenstrahlung. Der UV-Index hilft uns, die Sonnenstrahlung besser einzuschätzen und uns mit geeigneten Massnahmen vor den Gefahren der UV-Strahlung zu schützen.

Dieser Index wird als aktueller Messwert oder als vorab berechnete Prognose angegeben. Die UV-Index-Vorhersage gibt die maximale Intensität der UV-Strahlung an, die im Zeitraum zwischen 11:00 und 15:00 Uhr zu erwarten ist. Wie die Temperaturvorhersage kann auch die UV-Index-Vorhersage dazu genutzt werden, die Kleidung und das Verhalten an die Sonnenstrahlung anzupassen: Je höher der UV-Index, desto mehr Schutz ist nötig.

Der UV-Index errechnet sich aus der zu erwartenden effektiven UV-Strahlung für einen Sonnenbrand. Sie wird basierend auf dem Sonnenstand, den Ergebnissen der numerischen Wettervorhersagen, den Ozonvorhersagen des niederländischen Wetterdienstes (KNMI) und einer Aerosol-Klimatologie berechnet. Die UV-Index-Skala setzt die Werte in Strahlungsintensität um und enthält die Schutzempfehlungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO).

MeteoSchweiz bietet einen UV-Index an. Alle Vorhersagen können hier eingesehen werden.

UV-Index Vorhersage für morgen, 22.06.2023 (Quelle: MeteoSchweiz)

UV-Strahlen treffen auf die Erde.

Quelle: Bundesamt für Meteorologie MeteoSchweiz / Die Sonne – Freund oder Feind? – MeteoSchweiz (admin.ch)
Titelbild: www.infralia.com