MEDIZIN
Mit dem Smartphone gegen Sonnenbrand
Redaktion / Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt
astronews.com
7. April 2014

Er gehört leider zum Sommer wie Eis und Badesee: der Sonnenbrand. Und fast jeder weiß, dass es sehr gefährlich ist, seine Haut zu lange der Sonne und der ultravioletten Strahlung auszusetzen. Das DLR hat nun eine Smartphone-App vorgestellt, die es erlaubt, die sogenannte UV-Eigenschutzzeit der Haut zu bestimmen. Die Grundlage der Berechnungen bilden aktuelle Satellitendaten.

Ausgabe der UV-Check App für eine beispielhafte Nutzeranfrage am 21.03.2014 um 10:00 Uhr in Berlin bei wolkenlosem Himmel. Bild: DLR

Sonnenbrände sind eine Hauptursache für irreparable Hautschäden und die Entstehung von Hautkrebs. Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft-und Raumfahrt (DLR) entwickelten gemeinsam mit dem Berufsverband der Deutschen Dermatologen (BVDD) die UV-Check App für Smartphones. Über das Mobiltelefon kann der Nutzer mit der neuen App schnell seine individuelle UV-Eigenschutzzeit zu jeder Zeit und an jedem beliebigen Ort in Europa abrufen und sich somit vor einer zu hohen Dosis an ultravioletter Strahlung schützen.

"Hautkrebsprävention sollte angesichts der hohen Lebenserwartung heute übrigens jeder betreiben, ob er sich nun im Urlaub befindet, die Sonne genießen will, oder sich notgedrungen – also etwa als Landschaftsgärtner oder Bauarbeiter – zwangsläufig lange Zeit am Tag im Freien aufhält", erklärt Dr. Ralf Meerkötter, Leiter der Abteilung für Fernerkundung der Atmosphäre im DLR-Institut für Physik der Atmosphäre und Mitentwickler des UV-Check Dienstes.

Der App zugrunde liegt eine einzigartige Wertschöpfungskette: vom Empfang und der Prozessierung von Satellitendaten, über die Weiterverarbeitung zu einem konkreten Ergebnis- der sogenannten UV-Eigenschutzzeit - bis hin zur Verbreitung dieses Wertes mit Hilfe moderner Kommunikationstechnik. DLR-Wissenschaftler und Mediziner entwickelten die UV-Check-App für die Betriebssysteme iOS und Android. Jeder Benutzer eines entsprechenden Smartphones kann die App kostenlos herunterladen.

Die Strahlung im ultravioletten Teil des solaren Spektrums von 280 bis 400 Nanometer (nm) und insbesondere die kurzwellige UV-B Strahlung im Bereich von 280 bis 315 nm ist potentiell schädlich für Mensch, Tier und Pflanze. Aus vielfältigen Studien der atmosphärischen Strahlungstransportprozesse im ultravioletten Spektralbereich wurde im DLR-Institut für Physik der Atmosphäre ein effizientes Verfahren zur Berechnung und Kartierung der aktuellen bodennahen UV-Strahlung entwickelt und patentiert.

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 Meerkötter. Die UV-Eigenschutzzeit bezeichnet diejenige Zeit in Minuten, in der die UV-Strahlung eine erste wahrnehmbare Rötung der ungeschützten Haut bewirkt.

Die Berechnungen der Smartphone-App sind dabei vergleichsweise genau: "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," erklärt Meerkötter.