Die Technik hinter dem UV-Check

OBERPFAFFENHOFEN - Hinter dem UV-Check Dienst zur Berechnung der individuellen UV-Eigenschutzzeit der Haut für Orte in ganz Europa verbirgt sich ein hochleistungsfähiges System, das auf aktuelle Satellitendaten und mobile Kommunikationsgeräte setzt.

 Es sind in erster Linie drei Einflussgrößen, die in ihrer Konstellation die Intensität der bodennahen UV-Strahlung bei wolkenlosem Himmel bestimmen
  • der lokale und von der Tages- und Jahreszeit abhängige Sonnenstand,
  • die Gesamtmenge des atmosphärischen Ozons in einer Säule vom Boden bis zum Oberrand der Atmosphäre – das sogenannte Totalozon - und
  • die Höhe des Geländes über dem mittleren Meeresspiegel.
Ein beim DLR aus umfangreichen Computersimulationen entwickeltes und durch unabhängige Messungen getestetes Verfahren ist in der Lage, aus der gleichzeitigen Information dieser drei Größen die UV-Strahlung effizient zu berechnen. Von zentraler Bedeutung sind dabei die mit dem Instrument GOME-2 (Global Ozone Monitoring Experiment-2) auf den europäischen MetOp-Satelliten gemessenen Ozonverteilungen.
 
Diese Ozondaten werden beim Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum des DLR kontinuierlich empfangen und dort mit Hilfe von Atmosphärenmodellen aufbereitet.Alle drei Einflussgrößen, die Ozonverteilung, der Sonnenstand und die Geländehöhe gehen dann in eine operationelle Kette zur Berechnung der UV Strahlung ein. Mit ihrer Hilfe wird im DLR-Institut für Physik der Atmosphäre der tageszeitliche Verlauf der UV-Strahlung in Europa mit einer räumlichen Auflösung von etwa zehn Kilometern täglich vorausberechnet.

Moderne Mobilfunkgeräte erkennen automatisch ihren Aufenthaltsort. Zusammen mit der Abfragezeit kann somit die Intensität der UV-Strahlung am Aufenthaltsort des Nutzers für den wolkenlosen Himmel ermittelt werden. Im zweiten Schritt erfolgt die Verfeinerung des Ausgabeproduktes. Im Nutzerdialog werden nun einige Angaben zu den Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise zur Wolkenbedeckung, zur Geländebeschaffenheit, wie Schneebedeckung, Geländehöhe und Wassernähe sowie zum individuellen Hauttyp erfragt. Auch ein Lichtschutzfaktor kann vom Nutzer vorgegeben werden. „Sind die von der App angebotenen Optionen entsprechend ausgewählt, wird die individuelle UV-Eigenschutzzeit des Nutzers auf das Mobiltelefon übermittelt. Seine individuelle UV-Eigenschutzzeit erscheint in Sekundenschnelle auf dem Display“, so Dr. Meerkötter.

Was ist die UV-Eigenschutzzeit?
Die UV-Eigenschutzzeit bezeichnet diejenige Zeit in Minuten, in der die UV-Strahlung eine erste wahrnehmbare Rötung der ungeschützten Haut bewirkt. Abgeleitet wird die UV-Eigenschutzzeit aus der UV-Strahlungsflussdichte. Diese beschreibt die auf eine horizontale Einheitsfläche aus allen Raumrichtungen einfallende UV-Strahlungsleistung und wird in der Einheit Milliwatt pro Quadratmeter (mW/m²) angegeben.

Bei der UV-Strahlungsflussdichte handelt es sich um eine Basisgröße, aus der sich sowohl die UV-Eigenschutzzeit als auch der UV-Index ableiten lassen. Die UV-Strahlungsflussdichte geht wiederum aus der spektralen UV-Strahlungsflussdichte hervor und zwar durch Integration über den UV Wellenlängenbereich von 290 bis 400 nm. Dabei wird die spektrale Empfindlichkeit menschlicher Haut bezüglich ihrer Rötung infolge UV-Strahlung durch eine Wichtung mit dem sogenannten Erythem -Wirkungsspektrum berücksichtigt.

Die Genauigkeit der auf dem Endgerät angegebenen UV-Eigenschutzzeit ist durch die Güte der Eingabegrößen bestimmt. Zur Orientierung erklärt Dr Meerkötter: „Vergleiche mit unabhängigen Bodenmessungen ergaben, dass die Angabe der UV-Eigenschutzzeit im Fall des unbewölkten Himmels eine Genauigkeit von etwa zehn Prozent hat. Anders ausgedrückt, für eine vom UV-Check mitgeteilte Eigenschutzzeit der ungeschützten Haut von 20 Minuten beträgt die Unsicherheit etwa zwei Minuten bei wolkenlosem Himmel.“
 
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Dr. Ralf Meerköter, DLR
 
aktualisiert am 7. April 2014

24.02.2010