Die UV-Strahlung

Immer häufiger hört die Autorin Aussagen wie: "Die Sonne ist intensiver geworden! Als Kinder haben wir den ganzen Tag draußen gespielt. Heute bekommt man gleich einen Sonnenbrand." Doch was ist dran an dieser Aussage und was genau ist der UV-Index?

Von April bis August werden vom Zentrum für Medizin-Meteorologische Forschung (ZMMF) in Freiburg UV-Warnungen ausgegeben. Für den Norden Deutschlands gab es in den vergangenen Tagen gebietsweise UV-Warnungen. Diese erfolgen nur, wenn "absolut hohe Werte des UV-Index" erwartet werden. Zudem kann im Frühjahr schon bei "ungewohnt hohen UV-Werten" wegen einer ausgedünnten Ozonschicht und geringer Bewölkung gewarnt werden. Doch was ist eigentlich der UV-Index und wie setzt sich UV-Strahlung zusammen?

Kurz und knapp zusammengefasst, stellt der UV-Index das Tagesmaximum der sonnenbrandwirksamen solaren Bestrahlungsstärke dar. Die berechneten Werte gehen von 0 bis 11 und werden zur leichteren Beurteilung der gesundheitlichen Risiken beim Aufenthalt in der Sonne in fünf Gefahrenbereiche eingeteilt (siehe Grafik unter https://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2020/6/18.html). So kann abgeschätzt werden, ob das Ergreifen von Schutzmaßnahmen erforderlich oder sogar ein unbedingtes Muss ist.

Werfen wir einen kurzen Blick auf die ultraviolette Strahlung. Unsere Sonne ist die stärkste Quelle der UV-Strahlung. Zu den solaren Emissionen gehören zudem das sichtbare Licht und die Wärme. Dabei ist ultraviolettes Licht kurzwellig, während Wärme langwellige elektromagnetische Strahlung ist. Sichtbares Licht liegt mit seinem Frequenzbereich dazwischen. Das Spektrum der UV-Strahlung umfasst drei Bereiche, die UVA-, UVB- und UVC-Strahlung. UVC-Strahlung ist die kurzwelligste Strahlung und für den Menschen am schädlichsten. Glücklicherweise absorbieren Ozon, Wasserdampf, Sauerstoff und Kohlendioxid beim Durchgang des Sonnenlichts durch die Atmosphäre das gesamte UVC und auch den größten Teil des UVB. Die UVA-Strahlung wird von der Atmosphäre jedoch nicht so stark gefiltert. Sie macht etwa 95 Prozent der UV-Strahlung aus, die die Erdoberfläche erreicht. UVA kann in die tieferen Hautschichten eindringen und ist für den sofortigen Bräunungseffekt verantwortlich. Darüber hinaus trägt sie aber zur Hautalterung und Faltenbildung bei. Studien deuten stark darauf hin, dass UVA auch die Entwicklung von Hautkrebs begünstigen kann, während lange Zeit davon ausgegangen wurde, dass UVA keine dauerhaften Schäden verursacht.

Wie oben erwähnt, filtert Ozon die UV-Strahlung in der Atmosphäre. Es ist sogar der wirksamste Absorber. Das heißt aber auch, je dünner die Ozonschicht ist, desto mehr sind Menschen und Umwelt der schädlichen UV-Strahlung ausgesetzt. Erfreulicherweise wurde in den achtziger Jahren ein internationales Umweltabkommen unterzeichnet, das seit 1987 die Emissionen von ozonabbauenden Gasen begrenzt. Dieses "Montrealer Protokoll" war damals ein Meilenstein im Umwelt-Völkerrecht und beruht auf dem Vorsorgeprinzip. Denn die Unterzeichnerstaaten verpflichteten sich, "geeignete Maßnahmen zu treffen, um die menschliche Gesundheit und die Umwelt vor schädlichen Auswirkungen zu schützen, die durch menschliche Tätigkeiten, welche die Ozonschicht verändern [?], verursacht werden [?]".

Schon damals wurde beobachtet, dass das Ozon in der Stratosphäre durch die Verwendung von chlor- und bromhaltigen Stoffen zerstört wird - Stoffe, die vom Menschen hergestellt und in die Atmosphäre freigesetzt werden. Diese Chemikalien haben in der Atmosphäre eine lange Lebensdauer, sodass die Probleme des Ozonabbaus noch etliche Jahre andauern werden. Eine Erholung der Ozonkonzentration wird nicht vor Mitte des 21. Jahrhunderts erwartet.

Es ist schon eine Weile her (zehn Jahre), dass Wissenschaftler der NASA Satellitendaten von 1979 bis 2008 ausgewertet haben und zu dem Schluss gekommen sind, dass die UV-Strahlung, die die Erdoberfläche erreicht, deutlich zugenommen hat. In den mittleren und hohen Breiten war der Anstieg deutlich. In den Tropen gab es hingegen eine geringe oder keine Zunahme. Der Anstieg sei insgesamt moderat gewesen, denn es hätte schlimmer kommen können. Durch das FCKW-Verbot infolge des internationalen Montrealer Protokolls zum Schutz der Ozonschicht hatten sich die UV-Werte stabilisiert. Allerdings geht die Erholung der Ozonschicht drei Mal langsamer von statten als die Ozonabnahme zuvor.

Die Annahme, dass die Sonnenstrahlung - also UV-Strahlung - intensiver geworden ist, scheint also nicht so weit hergeholt. Darauf an dieser Stelle näher einzugehen, sprengt den Rahmen eines Tagesthemas. Was tatsächlich aber auch interessant ist, sind die vielen Umweltfaktoren, die beeinflussen wie stark ein Mensch der UV-Strahlung ausgesetzt ist. Mit diesem Wissen, kann jeder einzelne seine eigene UV-Exposition herabsetzen. Ein Beispiel ist die Jahres- und Tageszeit. Während die UV-Strahlung in der vierstündigen Periode um die Mittagszeit (dem Sonnenhöchststand) am stärksten ist, legt das Sonnenlicht in den Früh- und Abendstunden einen längeren Weg durch die Atmosphäre zurück, wodurch mehr UV-Strahlung absorbiert wird. Dies gilt für die mittleren Breiten. In Äquatornähe hingegen ist die UV-Strahlung den ganzen Tag über deutlich höher, weil der Weg des Sonnenlichts durch die Atmosphäre generell kürzer ist. Zudem erhöht sich die UV-Strahlung mit jedem Meter, den man sich höher auf bzw. über der Erde befindet. Als Faustformel gilt: Alle 1000 Meter nimmt die UV-Strahlung um etwa zehn Prozent zu. Auch wenn man glaubt, dass Wolken und Dunst das Sonnenlicht abschirmen, sollte man die durch Wolken hindurchgehende UV-Strahlung nicht unterschätzen! An einem Tag mit hohen UV-Werten kann sich eine empfindliche Person auch im Schatten einen Sonnenbrand zuziehen. Ebenso haben sich sicherlich einige Ski- und Snowboardfahrer unter Ihnen schon einmal die Haut im Winter verbrannt, denn Oberflächen reflektieren das ultraviolette Licht. Während Gras oder Wasser unter zehn Prozent davon reflektieren, erhöht sich der UV-Gesamtwert über Schnee um zirka 50 Prozent. Sand, wie bspw. am Meer, reflektiert die UV-Strahlung zu etwa 15 Prozent und durch Meeresschaum erhöht sich der UV-Wert um zirka 25 Prozent. Beim Baden gehen ist es also umso wichtiger, Sonnenschutz aufzutragen.

Unterschätzen Sie die unsichtbare UV-Strahlung nicht! Wie hoch der UV-Wert aktuell ist oder ob es eine UV-Warnung gibt, können Sie auf unserer Webseite oder in der WarnWetter-App einsehen.

Dipl.-Met. Julia Fruntke
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 18.06.2020