Meteorologie für nukleare Unfälle

MeteoSchweiz betreibt das Windanalyse- und Vorhersagesystem EMER-Met für nukleare Unfälle in der Schweiz und im grenznahen Ausland. Es besteht aus einem speziellen Messnetz und dem Wettervorhersagemodell COSMO-1. Die Kombination von Messungen und Modell liefert wichtige Grundlagen für den Notfallschutz in der Schweiz.

 

In enger Zusammenarbeit mit dem Eidgenössischen Nuklearsicherheitsinspektorat (ENSI) hat MeteoSchweiz das Windanalyse- und Vorhersagesystem CN-MET (Centrale Nucléaire et METéorologie) aufgebaut und Ende 2009 in Betrieb genommen. Ab 2019 ist  das Bundesamt für Bevölkerungsschutz als zusätzlicher Partner dazugekommen. Unter dem neuen Namen EMER-Met (Emergency-Response Meteorology) bringt MeteoSchweiz das System in den nächsten Jahren auf den neuesten Stand der Technik. Zum System gehören eine Vielzahl an Spezialmessgeräten sowie das Wettervorhersagemodell COSMO-1. Die Kombination von präzisen Messungen und hochaufgelösten 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. Auf dieser Grundlage kann die NAZ Massnahmen zum Schutz der Bevölkerung ergreifen.

 

Spezialmessgeräte

Bilder eines Windprofilers und eines Temperatur- und Feuchte-Radiometers.
Windprofiler (links) und Temperatur-Radiometer (rechts), die kontinuierlich vertikale Profile von Wind, Temperatur und Luftfeuchtigkeit messen.

Für EMER-Met hat MeteoSchweiz ein eigenes Messnetz aufgebaut, das in den nächsten Jahren erneuert wird. Es erfasst im Detail die Atmosphäre über dem Schweizer Mittelland, insbesondere in der direkten Umgebung der Schweizer Kernkraftwerke. Es umfasst drei verschiedene Messsysteme:

  • An den Standorten Schaffhausen, Payerne und Grenchen messen Fernerkundungsinstrumente – Windprofiler, Temperatur-Radiometer und bald auch Windlidar – vom Boden aus bis in mehrere Kilometer Höhe kontinuierlich Wind, Temperatur und Feuchte. Der Windprofiler ist ein Radar, der aus den Reflektionen des Radarstrahls an den Luftturbulenzen ein vertikales Profil der Windgeschwindigkeit und Windrichtung für alle Höhen bis 8 km über Boden ableitet. Das Windlidar beruht auf dem gleichen Messprinzip, verwendet aber einen augensicheren Laserstrahl anstelle eines Radarstrahls und misst mit höherer Genauigkeit den Wind bis 2 km über Boden. Die Temperatur-Radiometer leiten aus der Intensität der natürlichen Mikrowellenstrahlung der Atmosphäre die Temperatur ab.
  • Auf dem Üetliberg, auf St. Chrischona, dem Bantiger und Stockeren sind hohe Telekommunikationstürme in 100 bis 250 Meter über Boden mit meteorologischen Messgeräten ausgerüstet.
  • An den Standorten der Kernkraftwerke misst MeteoSchweiz zusätzlich zu den in SwissMetNet üblichen Grössen auch die Turbulenz.

Ergänzt wird dieses Spezialmessnetz durch das Bodenmessnetz SwissMetNet von MeteoSchweiz, das flächendeckend die meteorologischen Parameter in Bodennähe erfasst.

Schweizerkarte mit den Messstationen des EMER-Met im Mittelland.
Das EMER-Met-Messnetz mit Fernerkundungsinstrumenten (grün), Standorte der Kernkraftwerke mit SwissMetNet-Stationen und Turbulenzmessungen (rot) und SwissMetNet-Stationsnetz (blau).

Ausbreitungsrechnungen mit dem Vorhersagemodell COSMO-1

Die Messungen der drei Windprofiler und des SwissMetNet fliessen in das lokale Wettervorhersagemodell COSMO-1 von MeteoSchweiz ein, das unter anderem für den Einsatz bei nuklearen Unfällen entwickelt wurde. Auf einem Gitternetz mit 1.1 km horizontaler Maschenweite berechnet das Modell alle drei Stunden die Wetterentwicklung der kommenden 33 Stunden für den Alpenraum (03 UTC Vorhersage bis 45 Stunden).

   

Mit den hochaufgelösten Wind- und Niederschlagsfeldern des COSMO-1 lassen sich sodann die Ausbreitung kontaminierter Luftmassen sowie die Auswaschung und Ablagerung radioaktiver Stoffe vorhersagen. 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 Unfall bezüglich der aktuellen Wetterlage und der weiteren meteorologischen Entwicklung.

NADAM: Messnetz für automatische Dosisalarmierung und -messung

Zusätzlich zum EMER-Met-System betreibt MeteoSchweiz im Auftrag der nationalen Alarmzentrale das NADAM-Messnetz. Über 60 automatische Wetterstationen sind mit speziellen Sonden ausgerüstet, welche die radioaktive Strahlung (Ortsdosisleistung) messen. Zusammen mit den Niederschlagsdaten, den lokalen Schneehöhen und weiteren meteorologischen Grössen übermittelt MeteoSchweiz die Daten alle zehn Minuten an die NAZ. Bei Überschreiten einer bestimmten Schwelle (1 mikro-Sv/h) wird bei der NAZ automatisch Alarm ausgelöst.

  

Weiterführende Informationen

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