CN-MET

Ein meteorologisches System für nukleare Störfälle in der Schweiz

Ende 2009 hat MeteoSchweiz ein neues Windanalyse- und Vorhersagesystem (CN-MET) für nukleare Störfälle in der Schweiz oder im grenznahen Ausland eingeführt. Ein Spezialmessnetz erfasst den aktuellen Wind und weitere Wetterparameter bis in mehrere Kilometer Höhe. Das neu entwickelte Wettervorhersagemodell COSMO-2 liefert unter anderem hoch aufgelöste Wind- und Niederschlagsfelder für die Berechnung der Ausbreitung von radioaktiven Wolken. Die neuartige Kombination von Messungen und Modellvorhersagen liefert wichtige Informationen für das Eidgenössische Nuklearsicherheitsinspektorat ENSI und die Nationale Alarmzentrale NAZ für die Lagebeurteilung in der Schweiz.

Das Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie MeteoSchweiz hat in enger Zusammenarbeit mit dem Eidgenössischen Nuklearsicherheitsinspektorat ENSI in den Jahren 2005 bis 2009 ein neues Windanalyse- und Vorhersagesystem CN-MET (Centrale Nucléaire et METéorologie) aufgebaut und Ende 2009 in Betrieb genommen. Zu dem System gehören eine Vielzahl an Spezialmessgeräten sowie das neu entwickelte Wettervorhersagemodell COSMO-2. Die Kombination von präzisen Messungen und hoch aufgelösten Modellvorhersagen erlaubt es, Windfelder und Wetterentwicklung rund um die Kernkraftwerke in der Schweiz und im grenznahen Ausland zu bestimmen und damit die Ausbreitung von kontaminierten Luftmassen zu berechnen. Sowohl das ENSI als auch die Nationale Alarmzentrale NAZ nutzen die Informationen für die aktuelle Lagebeurteilung. Letztendlich dienen die Informationen der NAZ, um Massnahmen zum Schutz der Bevölkerung ergreifen zu können.

Spezialmessgeräte für den nuklearen Störfall
Für das System CN-MET hat MeteoSchweiz ein Spezialmessnetz installiert (Abbildung 2). Es erfasst im Detail die Atmosphäre über dem Schweizer Mittelland, d.h. in der direkten Umgebung der Schweizer Kernkraft-werke. An den Standorten Schaffhausen, Payerne und Grenchen messen Fernerkundungsinstrumente - Wind-Profiler (Abbildung 1) und Temperatur-Radiometer - vom Boden aus bis in mehrere Kilometer Höhe kontinuierlich Wind, Temperatur und Feuchte. Die Wind-Profiler arbeiten ähnlich wie Niederschlagsradare, sind aber senkrecht nach oben gerichtet. Temperatur-Radiometer leiten aus der Infrarotstrahlung der Atmosphäre ihre Temperatur ab. Auf dem Üetliberg, auf St. Chrischona, dem Bantiger und Stockeren sind hohe Telekommunikationstürme in 100 bis 250 Höhe Meter über Boden mit meteorologischen Messgeräten ausgerüstet. Vor allem die Messungen in der freien Atmosphäre sind wesentlich, um die Ausbreitung einer möglichen radioaktive Wolke möglichst exakt erfassen und vorhersagen zu können. An den Standorten der Kernkraftwerke misst MeteoSchweiz zusätzlich zu den üblichen Grössen auch die Turbulenz. Ergänzt wird dieses Spezialmessnetz durch das Bodenmessnetz SwissMetNet von MeteoSchweiz, das flächendeckend die meteorologischen Parameter am Boden erfasst.

Das Wettervorhersagemodell COSMO-2 für die Ausbreitungsrechnungen
Die Messungen der drei Windprofiler und des SwissMetNet fliessen in das lokale Wettervorhersagemodell COSMO-2 von MeteoSchweiz ein, das unter anderem speziell für den Einsatz bei nuklearen Störfällen entwickelt wurde. Auf einem Gitternetz mit 2.2 km horizontaler Maschenweite berechnet das Modell alle drei Stunden neu die Wetterentwicklung der kommenden 24 Stunden für den Alpenraum. Auf Antrag des ENSI berechnet MeteoSchweiz bei einem nuklearen Störfall zusätzlich stündlich eine Vorhersage für die kommenden 6 Stunden. Auf den Supercomputern des Swiss National Supercomputing Centre der ETH Zürich, auf denen die Modellvorhersagen berechnet werden, erhält MeteoSchweiz dann höchste Priorität. Mit den hoch aufgelösten Wind- und Niederschlagsfeldern lassen sich schliesslich die Ausbreitung kontaminierter Luftmassen sowie die Auswaschung und Ablagerung radioaktiver Stoffe vorhersagen (Abbildung 3). Die Vorhersagen von Wind und Niederschlag sowie weiteren meteorologischen Grössen liefert MeteoSchweiz ohne zeitliche Verzögerung an das ENSI, die Ausbreitungsrechnungen an die NAZ. Parallel dazu beraten die Meteorologinnen und Meteorologen von MeteoSchweiz aufgrund der Messungen und der Ausbreitungsrechnungen beide Institutionen bei einem nuklearen Störfall bezüglich der aktuellen Wetterlage und der weiteren meteorologischen Entwicklung.

NADAM - ein Messnetz für automatische Dosisalarmierung und -messung
Zusätzlich zum neuen CN-MET-System betreibt MeteoSchweiz im Auftrag der nationalen Alarmzentrale das NADAM-Messnetz. Über 60 SwissMetNet-Stationen sind mit speziellen Sonden ausgerüstet, welche die Ortsdosisleistung messen. Zusammen mit den Niederschlagsdaten, den lokalen Schneehöhen und weiteren meteorologischen Grössen übermittelt MeteoSchweiz die Daten im 10-Minuten-Takt an die NAZ. Bei Überschreiten einer bestimmten Schwelle (1 mikro-Sv/h) wird automatisch bei der NAZ Alarm ausgelöst.

Grafische Darstellung der aktuellen Tagesmittelwerte: 
https://www.naz.ch/de/aktuell/tagesmittelwerte.shtml