Entstehung und Vorhersage von Gleitschneelawine

Entstehung von Gleitschneelawinen

Gleitschneerisse, oder sog. Fischmäuler, sind Zugrisse durch die ganze Schneedecke hindurch. Sie entstehen wenn die gesamte Schneedecke über den Untergrund gleitet. Häufig gehen Gleitschneelawinen unterhalb von sich öffnenden Gleitschneerissen nieder. Die Entstehungsprozesse von Gleitschneelawinen sind prinzipiell gut verstanden. Man weiss, dass eine Abnahme der Reibung am Übergang vom Boden zur Schneedecke die Hauptursache für die Bildung dieser Lawinen ist. Da mehrere unterschiedliche Prozesse zu diesem Reibungsverlust führen können, ist es kompliziert die Entstehung von Gleitschneelawinen nur mit z.B. Wetterparametern in Verbindung zu setzen. Folglich ist eine Vorhersage von Gleitschneelawinen basierend auf Wetterbeobachtungen sehr schwierig und meist nicht genügend exakt.

Die Vorhersage von Gleitschneelawinen: eine grosse Herausforderung

Die Vorhersage von Gleitschneelawinen ist eine grosse Herauforderung für lokale Lawinendienste. Strassen, Orte und vor allem Liftanlagen stehen immer wieder im Gefahrenbereich dieser Lawinen. Das Zerstörungspotential von Gleitschneelawinen kann sehr gross sein, da die komplette Schneedecke abrutscht und somit viel Masse in Bewegung gesetzt wird. Wissenschafter konnten in der Vergangenheit zeigen, dass ein beschleunigtes Öffnen des Gleitschneerisses häufig einen Lawinenabgang ankündigt. Folglich würden Messungen dieser Öffnungsgeschwindigkeit die Vorhersage von Gleitschneelawinen stark verbessern.

Abb. 1: Übersicht der vier Standorte, wo Gleitschneerisse mit Zeitrafferaufnahmen untersucht werden.

Ein Bild sagt mehr als tausend Wörter

In diesem Forschungsprojekt untersuchen wir u.a. das Potential von Zeitrafferaufnahmen zur Bestimmung der Öffnungsgeschwindigkeit von Gleitschneerissen vor einem Lawinenabgang. Wenn sich ein Gleitschneeriss öffnet, liefert der darunterliegende Boden einen guten Kontrast zum umliegenden Schnee und ist auf digitalen Fotos sehr gut erkennbar. Man muss nun auf jedem Foto nur die Anzahl dunkler Pixel zählen und bekommt dadurch ein Mass der Öffnungsgeschwindigkeit. Probeweise wurden Zeitrafferkameras an vier verschiedenen Standorten in der Schweiz und in Alaska (USA) aufgestellt (Abb. 1).

Abb. 2 zeigt eine Sequenz von einem sich öffnenden Gleitschneeriss bis zum Lawinenabgang an unserem Testhang in Alaska. Um 07:25 Uhr am 28. April 2011 öffnete sich ein kleiner Zugriss, der über sechs Stunden lang grösser wurde. Um 14:00 Uhr ging dann letztendlich eine Gleitschneelawine ab. Die Anzahl der dunklen Pixel im Bereich des Gleitschneerisses stieg während der sechs Stunden exponentiell an, d.h. der Gleitschneeriss öffnete sich immer schneller hin zum Abgang. Die Ergebnisse dieser simplen Auswertung decken sich mit Messungen und Beobachtungen anderer Forscher, die dafür spezielle Messtechniken anwenden mussten.

Abb. 2: Zeitrafferaufnahmen eines sich öffnenden Gleitschneerisses an unserem Standort in Alaska (rechts). Der Graph auf der linken Seite zeigt die ansteigende Anzahl an dunklen Pixeln vom ersten Bild, auf dem ein Gleitschneeriss zu erkennen ist bis zum Abgang der Lawine.

Die bestimmenden Prozesse bei der Entstehung von Gleitschneelawinen

Um die Entstehungsprozesse von Gleitschneelawinen besser verstehen zu können, wurde zusätzlich zu den Zeitrafferaufnahmen ein Hang mit Wärmflusssensoren und einem Geophone instrumentiert. Der Hang produziert regelmässig Gleitschneerisse und Lawinen und liegt oberhalb von Davos. Da der Hang in der Nähe des Ortes liegt, werden die seismischen Signale durch andere Geräusche gestört. Nichtsdestotrotz konnten auch in den seismischen Signalen eine ansteigende Aktivität kurz vor dem Lawinenabgang beobachtet werden (Abb. 3).

Abb. 3: Zeitrafferaufnahmen vom Dorfberg. Die Sequenz zeigt einen Riss (oben, mitte) und die abgegangene Lawien. Die Grafik darunter zeigt seismische Signale während der Rissöffnung und dem Abgang der Lawine. Zwischen den zwei Ereignissen sind die seismischen Signale stärker.

In Zukunft wollen wir unser Prozessverständnis über Gleitschneelawinen verbessern. Gleitraten, seismische Signalanalyse in Verbindung mit meteorlogischen Daten und Geländeparametern sollen dafür die Basis bieten. Hauptziel ist es Bedingungen mit höheren Gleitgeschwindigkeiten herauszufiltern, um Abgänge besser vorherzusagen.

• Alec Van Herwijnen
  

• Christoph Mitterer