Inwiefern hat die Nuklearkatastrophe von Tschernobyl der Klimawissenschaft geholfen?

Die Katastrophe von Tschernobyl hat laut dem Met Office das Verständnis der Wissenschaftler darüber, wie sich gefährliche Stoffe ausbreiten, „grundlegend verändert“ und damit die Entwicklung von Instrumenten vorangetrieben, die bis heute weiterentwickelt und genutzt werden.

Die Katastrophe ereignete sich im Kernkraftwerk Tschernobyl im heutigen Norden der Ukraine.

In den Tagen nach der Explosion gelangten große Mengen radioaktiven Materials in die Atmosphäre und wurden vom Wind über ganz Europa verteilt.

Als sich die radioaktive Wolke weiter nach Westen ausbreitete, begannen Meteorologen zu analysieren, wo und wann sie verschiedene Länder, darunter auch Großbritannien, erreichen könnte.

Sie waren besonders besorgt über die Auswirkungen von Niederschlägen und befürchteten, dass diese die Ablagerung von radioaktivem Material verstärken könnten.

Der Bedarf an fortschrittlicher Ausbreitungsmodellierung

Der Unfall machte deutlich, wie begrenzt die damals verfügbaren Mittel zur Modellierung der Ausbreitung von Schadstoffen über große Entfernungen und über längere Zeiträume waren.

Bisherige Ansätze hatten Schwierigkeiten, komplexe, sich ständig ändernde meteorologische Bedingungen und die physikalischen Prozesse, die auf Schwebstoffe einwirken – wie Turbulenzen, Niederschlag und Wechselwirkungen mit der Oberfläche –, darzustellen, so das Met Office.

Infolgedessen erklärte sich das Met Office bereit, eine fortschrittlichere Modellierungsfunktion zu entwickeln, um die Entscheidungsfindung bei künftigen Notfällen zu unterstützen, bei denen Stoffe in die Atmosphäre freigesetzt werden.

Das Ziel bestand darin, ein System zu entwickeln, mit dem sich simulieren lässt, wie sich Schadstoffe bewegen, umwandeln und aus der Atmosphäre entfernt werden – von der lokalen bis zur globalen Ebene.

Diese Arbeit führte zur Entwicklung der „Numerical Atmospheric-Dispersion Modelling Environment“, allgemein bekannt als NAME.

Das Modell sagt voraus, wie Gase und Partikel vom Wind transportiert, durch atmosphärische Turbulenzen vermischt, durch chemische Prozesse umgewandelt und durch Vorgänge wie Niederschlag oder Ablagerung an der Oberfläche aus dem System entfernt werden.

NAME kann für eine Vielzahl von Gas- und Partikeleigenschaften eingesetzt werden, darunter radioaktives Material, Vulkanasche, chemische Schadstoffe oder Pilzsporen.

„Dies macht es zu einem leistungsstarken Instrument, um sowohl kurzfristige Gefahren als auch längerfristige Umweltauswirkungen zu verstehen“, so das Met Office.

Wo wird das System heute eingesetzt?

Die Nutzung von NAME breitete sich rasch aus und wird weiterhin weiterentwickelt und bei Vulkanausbrüchen – einschließlich großer Aschewolken, die den Flugverkehr beeinträchtigen –, sowie bei Industriebränden, Freisetzungen chemischer Stoffe und durch die Luft übertragenen Tier- und Pflanzenkrankheiten eingesetzt.

Das Tool spielt zudem eine entscheidende Rolle bei der Pollenvorhersage, da es dabei hilft, die Pollenbelastung bereits Tage im Voraus vorherzusagen, und der Einsatz von NAME für die routinemäßige Luftqualitätsvorhersage befindet sich derzeit in der Entwicklung.

Es kann zudem die Emissionen von Treibhausgasen und ozonschädigenden Stoffen abschätzen, wobei letztere der Klimaforschung und der Erfüllung internationaler Berichtspflichten dienen.

Durch die Kombination historischer meteorologischer Daten mit Vorhersagen kann das System die Ausbreitung über Zeiträume von wenigen Minuten bis zu mehreren Wochen und über Entfernungen von wenigen Kilometern bis hin zum gesamten Globus simulieren.