Simulierter Vulkanausbruch
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Simulation zur Ausbreitung von Aschewolken bei einem Vulkanausbruch

Explosive vulkanische Eruptionen beeinflussen das globale Klima für Monate oder Jahre. Denn die vulkanischen Gase verändern die mikrophysikalischen und chemischen Prozesse in der Stratosphäre und können zum Ozonabbau führen. Vulkanische Aschen beeinflussen die Ausbreitung der Gaswolke und damit den Anteil vulkanischer Gase, die in die Stratosphäre gelangen. Dieser Vorgang lässt sich (aus verständlichen Gründen) nicht direkt beobachten. Forscher vom Max-Planck-Institut für Meteorologie und vom Deutschen Klimarechenzentrum haben daher ein Rechenmodell entwickelt, um die Entwicklung und Ausbreitung von Aschewolken am Ort des Vulkans zu simulieren: ATHAM (Active Tracer High Resolution Atmospheric Model) kann typische Plinius-Eruptionen, aber auch Flächenbrände simulieren. Da die aktuellen Wetterbedingungen zum Zeitpunkt der Eruption ebenso wie der allgemeine meteorologische Zustand der Atmosphäre einen großen Einfluss haben auf die Höhe der Aschewolke und den Anteil an Partikeln und vulkanischen Gasen, die in die Stratosphäre gelangen, müssen die Wissenschaftler eine Reihe von Daten eingeben bevor sie eine Modellrechnung starten. Dazu gehören der Wind in verschiedenen Höhen, die Temperatur, die relative Luftfeuchte, die Gase in der Atmosphäre, aber auch eine beschreibende Darstellung des Vulkanprofils, z.B. die Höhe und äußere Form. Die Aschepartikel beeinflussen aktiv die Dynamik des ganzen Systems. In der vorliegenden Simulation unterscheiden die Wissenschaftler Asche-Formen mit verschiedenen Korngrößen: feine Asche (hellgrau), grobe Asche (hellbraun) und so genannte Lapilli, Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von 4 Millimeter (dunkelbraun). Die Simulation beginnt kurz nach der so genannten Dekompressionsphase im Krater und erfasst die Ausbreitung der Gaswolke über einen Bereich von hundert Metern bis zu mehreren zehn Kilometern.