Die ultraviolette Strahlung


Intensive Sonneneinstrahlung an einem Sommertag mit harmlosen Quellwolken. | Bildquelle: Denny Karran
Intensive Sonneneinstrahlung an einem Sommertag mit harmlosen Quellwolken. | Bildquelle: Denny Karran

Die Sonne als treibende Kraft unseres Wetters sendet neben dem Licht als sichtbare Strahlung auch die in hoher Dosis gefährliche nicht-sichtbare ultraviolette Strahlung zur Erde. Zwar wird ein Großteil der UV-Strahlung auf dem Weg durch die Atmosphäre durch das stratosphärische Ozon absorbiert, dennoch erreicht ein gewisser und nicht vernachlässigbarer Anteil die Erdoberfläche.

Einteilung der UV-Strahlung

Die UV-Strahlung wird je nach Wellenlängenbereich in UV-A, UV-B und UV-C Strahlung unterschieden. Die extrem kurzwellige und für nahezu alle Organismen tödliche UV-C Strahlung wird zu 100 % von der Ozonschicht absorbiert. UV-B und UV-A erreichen hingegen den Erdboden in abgeschwächter Form, wobei der UVB-Anteil (zu 90%) am stärksten herausgefiltert wird. Es gestaltet sich aber als schwierig, genaue zahlenmäßige Größenordnungen über die den Erdboden erreichende UV-A und UV-B Strahlung zu geben, da viele Faktoren die Intensität stark beeinflussen.

Faktoren, die die Intensität der UV-Strahlung beeinflussen

Zum einen spielt die geographische Breite, oder anders formuliert, der Sonnenstand eine Rolle. Je steiler der Einfallswinkel der solaren Strahlung, desto höher die UV-Belastung. Das gilt sowohl für den Tagesgang als auch für den Jahresgang mit der höchsten Intensität in den Sommermonaten. Je steiler der Einfallswinkel, desto unmittelbarer gelangt die solare Strahlung durch die Atmosphäre. D. h., weniger Strahlung wird absorbiert. Ist der Einfallswinkel hingegen flach, so ist auch der Weg der Strahlung durch die Atmosphäre länger. Im Umkehrschluss wird mehr ultraviolette Strahlung herausgefiltert.

 

Zum Zweiten spielt die Höhe über NN eine relevante Rolle. Die Zunahme der UV-Belastung nimmt pro 1000 Höhenmeter um etwa 15 % zu. Der Grund ist der Gleiche, wie bei der geographischen Breite. Der Weg der ultravioletten Strahlung durch die Erdatmosphäre (wie hier im Beispiel) ist um 1000 Meter verkürzt. Der Absorptionsgrad ist demnach geringer.  

 

Weiterhin sind auch die Bewölkungsverhältnisse von Bedeutung. Bei kompakter und vertikal mächtiger Bewölkung erreicht wegen der Reflexion weniger UV-Strahlung die Erdoberfläche, als bei dünner Cirrusbewölkung. Dabei ist aber zu beachten, dass die Verminderung nie zu 100 % passiert.

 

Bezüglich der Reflexion ist der Bodenbeschaffenheit ebenfalls Aufmerksamkeit zu schenken. Sand und Wasser, besonders aber Schnee, haben einen großen Reflexionsgrad (Albedo). Frischer Schnee reflektiert bis zu 90 % der Strahlung. So erfolgt eine doppelte UV-Belastung.

 

Eine absorbierende oder streuende Wirkung haben auch Aerosole, die die Intensität der UV-Strahlung ebenfalls beeinflussen.

Was ist der UV-Index?

Die Intensität der ultravioletten Strahlung am Boden wird mit dem UV-Index bestimmt. Dieser ist ein international festgelegter Index, der ein Maß für die höchste sonnenbrandwirksame Bestrahlungsstärke darstellt. In Deutschland misst das Bundesamt für Strahlenschutz gemeinsam mit dem Umweltbundesamt und dem Deutschen Wetterdienst die bodennahe UV-Strahlung.

Die gemessenen Werte werden im Hinblick auf ihre biologische Wirkung beurteilt. Je höher der Wert, desto energiereicher und gesundheitsschädlicher ist die Strahlung. Daraus erfolgt ein mehrstufiger Index. Aus dem gemessenen Spitzenwert am Tag wird dann die jeweilige Indexzahl abgeleitet.


Allein schon die genannten beeinflussenden Faktoren zeigen, wie schwierig und aufwendig die Vorhersage des UV-Indexes ist. Der Deutsche Wetterdienst liefert Prognosen für Deutschland bis zum 2. Folgetag.

UV-Strahlung und Gesundheit

Auch wenn eine exzessive UV-Bestrahlung zu Augenkrankheiten und Tumoren führt, schreibt man ihr auch heilende Wirkungen zu. Unter anderem werden Bakterien und Viren abgetötet. Bei Erkältungskrankheiten und anderen bakteriellen Infektionen kann eine kontrollierte Bestrahlung heilend wirken. Darüber hinaus bildet der menschliche Körper mithilfe ultravioletter Strahlung Vitamin D, welches wichtig für die Bildung und Entwicklung der Knochen ist.

 

UV-A ist für die kurzzeitige Bräunung aber auch für die schnelle Alterung der Haut zuständig. Dank UV-B bildet die Haut mit Melanin (braune Pigmente) nach und nach einen natürlichen Sonnenschutz auf. Dafür ist aber hier auch die Sonnenbrandgefahr am höchsten. Die Haut hat sich im Laufe der Generationen der geographisch abhängigen UV-Bestrahlung angepasst. So haben Anwohner sonnenreicher Gebiete dunklere und dickere Haut als jene in sonnenarmen Regionen.

In Solarien wird übrigens der UV-B-Anteil stark reduziert, der dafür aber hohe UV-A-Anteil macht diese Verringerung wieder wett.


© Welt der Synoptik | Autor: Denny Karran, geschrieben am 23.03.2011