Intensität der UV-Strahlung

Die Intensität der auf dem Boden auftreffenden UV-Strahlung in Abhängigkeit von der Höhe über Meer Zunahme der UV-B-Strahlung Die UV-B-Strahlung, welche unter anderem die Hautrötung ( Erythema ) bewirkt, nimmt mit zunehmender Höhe über Meer um etwa 15 bis 20 % pro 1000 Höhenmeter zu. Dieser Wert beruht auf der Annahme, dass die Oberfläche schneefrei ist, und entspricht somit eher einer Minimalzu-nahme. Wie wir unten sehen werden, ist die Zunahme mit der Höhe besonders von der Sonnenhöhe und damit der Jahreszeit, aber noch viel mehr von der Eigenschaft der Strahlung, deren Wellenlänge, abhängig.

Intensität der direkten Sonnenstrahlung Diese nimmt mit der Höhe über Meer zu, da die Sonnenstrahlung mit zunehmender Höhe eine weniger dicke Atmosphärenschicht zu durchqueren hat und somit weniger Absorption und Streuung unterliegt. Die Lichtstreuung ( Zusammenstoss eines Lichtquanten mit einem Luft-molekül, wodurch eine Ablenkung in irgendeine Richtung erfolgt ) ist für die kurzwellige UV-Strahlung wesentlich stärker als für das langwelligere sichtbare Licht. Dem direkten Sonnenstrahl wird also beim Durchgang durch die Atmosphäre mehr UV als

Die Diffusstrahlung Die durch die Luftmoleküle gestreute Strahlung, auch Diffusstrahlung genannt, nimmt im allgemeinen mit zunehmender Höhe ab. Bei sehr kleinen Wellenlängen, im UV-B-Bereich ( 280 nm bis 320 nm ), und geringer Sonnenhöhe wird aber die Strahlung aufgrund der besonders langen Weglänge durch die Atmosphäre und durch die erhöhte Streuung des kurzwelligen Lichtes stark aus dem direkten Sonnenstrahl gestreut und der Diffusstrahlung zugeführt. Der sehr kurzwellige Teil der UV-B-Strahlung, der besonders für die Erythemwirkung ( Hautrötung ) Fig.1 Intensitätsanstieg der UV-Strahlung inin Abhängigkeit der Höhe über Meer in ( km ) für verschiedene Sonnenhöhen inund Wellenlängen in ( nm ) 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 4060° 40f / 60°

V

— 305 nm295 nm

I

verantwortlich ist, nimmt daher auch in der Diffusstrahlung mit der Höhe über Meer zu.

Die Globalstrahlung Die Globalstrahlung, die sich aus der direkten Sonnenstrahlung und der Diffusstrahlung zusammensetzt und als die totale Strahlung auf eine horizontale Ebene definiert ist, nimmt also mit der Höhe über Meer zu, da die Zunahme der direkten Sonnenstrahlung stärker ist als die Abnahme der diffusen Himmelsstrahlung. Für den UV-B-Bereich liegt diese Zunahme wie oben erwähnt bei etwa 15 bis 20% pro 1000 Höhenmeter. Die nachfolgenden Erwägungen weisen aber darauf hin, dass auf der kurzwelligen Seite der UV-B-Strahlung die Zunahme im Gebirge auch bedeutend grosser sein kann.

Die Wellenlängenabhängigkeit der Streuung ( vorwiegend Rayleighstreu-ung ) bewirkt in der Diffusstrahlung eine spektrale Intensitätsverschiebung, die eine besondere Zunahme der erythemwirksamen, sehr kurzwel- ligen UV-B-Stahlung zur Folge hat. Dunst und Nebellagen können zudem durch erhöhte Lichtstreuung dieses Phänomen verstärken, was viele Bergsteiger durch persönliche, oft unangenehme Erfahrungen bezeugen können. Die oben erwähnten Betrachtungen wurden überdies mit der Annahme einer schneefreien Oberfläche gemacht.

Veränderungen durch eine reflektierende Schneedecke Eine Schneedecke kann eine Reflexion ( Albedo ) der einfallenden Globalstrahlung bis zu 90% bewirken und so die Diffusstrahlung oder Himmelsstrahlung erheblich verstärken. Im Albedo wird wiederum die kurzwellige Strahlung bevorzugt reflektiert, was daher eine weitere spektrale Intensitätsverschiebung bewirkt.

Stratospärische Ozonschicht und troposphärisches Ozon Die stratosphärische Ozonschicht, welche die UV-Strahlung stark reduziert und unterhalb einer Wellenlänge von 280 nm praktisch ganz absorbiert, kann zwar auf der Erdoberfläche beachtliche UV-B-Schwan-