Bessere Vorhersagen von Vulkanasche

Vor zwei Jahren löste der Ausbruch des isländischen Vulkans Eyjafjallajökull massive Probleme in der europäischen Luftfahrt aus. Der volkswirtschaftliche Schaden wurde auf bis zu fünf Milliarden Euro geschätzt (Oxford Economics, 2010). Ein Problem waren damals unter anderem die ungenauen Aussagen über die Aschekonzentration in der Atmosphäre.

Nach den Auswertungen der Ereignisse von 2010 wurde jetzt das Projekt VAST gestartet. VAST steht für „Volcanic Ash Strategic Initiative Team“ und soll in Zukunft die weltweite Analyse und Vorhersage von Asche und anderen Partikeln in der Atmosphäre deutlich verbessern. VAST wird von der Europäischen Raumfahrtbehörde ESA im Rahmen ihrer „Strategischen Initiative“ finanziert und von Institutionen in Norwegen, Irland, Finnland und Österreich umgesetzt. Ein zentraler Projektpartner ist die österreichische Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), die alle operationellen Vorhersageberechnungen durchführen wird. Geleitet wird das Projekt vom norwegischen Institut für Atmosphärenforschung (NILU).

Spezielle Satellitendaten und physikalisch-chemische Vorhersagemodelle

VAST hat folgende Ziele:

• Die tatsächliche Konzentration der freigesetzten Partikel in der Atmosphäre (Asche etc.) soll in Zukunft deutlich genauer ermittelt werden. Nur so können die Vorhersagemodelle die weitere Entwicklung verlässlich simulieren. Dazu werden Verfahren entwickelt, in die alle verfügbaren Messdaten eingehen. Ein Schwerpunkt wird hier die Anwendung spezieller, hochaufgelöster Satellitendaten sein.
• Die physikalischen und chemischen Ausbreitungsmodelle werden auf globaler und regionaler Basis weiterentwickelt. Ziel ist, die Prozesse noch besser zu simulieren, die zum Beispiel zur Verdünnung, zur Auflösung oder zum Auswaschen der Schadstoffe führen. Außerdem werden aus den unterschiedlichen Modellläufen Wahrscheinlichkeitsaussagen über die Sicherheit der Vorhersage gemacht. So ist für die Entscheidungsträger auf einen Blick klar, wie weit bei der jeweiligen Wetterlage sinnvolle Vorhersagen möglich sind.
• Ein operationelles System wird entwickelt, das jederzeit weltweit und regional Ausbreitungswolken von Asche und anderen atmosphärischen Partikeln liefert.

Neue operationelle Kapazitäten für die ZAMG

Die ZAMG in Wien wird für VAST in den Jahren 2013 und 2014 alle operationellen Berechnungen durchführen. Gerhard Wotawa, der an der ZAMG für VAST zuständig ist: “Die Zukunft der Vulkanaschemodellierung für die weltweite Luftfahrt wird auf der Hohen Warte mitgestaltet. Unser Ziel ist es, Genauigkeiten zu erreichen, welche es den Flugsicherheitsbehörden gestatten, die Luftraumsperren auf ein Minimum zu reduzieren. Dazu sind wir auch mit der Austrocontrol in ständiger Kooperation.“

Der Beginn von VAST fällt an der ZAMG mit der Einführung eines neuen Großrechners zusammen. Dieser neue Großrechner ermöglicht, die ständig steigenden Anforderungen an die Rechenleistung durch immer komplexere Vorhersagemodelle für Meteorologie, Klimaforschung und Umweltanwendungen zu bewältigen. Die Anlage hat eine Spitzenleistung von 82 Billionen Gleitkommaoperationen pro Sekunde (82 TeraFLOPs; ein TeraFLOP entspricht einer Billion Gleitkommaoperationen pro Sekunde).

Das Projekt VAST läuft von 2012 bis 2015.