Schneedeckenanalyse: SnowMicroPen
Räumliche SMP-Messungen
vor Durchführung eines Rutschblock Tests. Die Rutschblockfläche, der Profilort sowie
die SMP-Messpunkte sind im Foto schwarz markiert.
Schneedeckenvariabilität und -stabilität
Neben Wetterdaten sind für die Prognose der Lawinengefahr Informationen
über den Schneedeckenzustand von zentraler Bedeutung. Dem operationellen
Warndienst stehen für die Messung und Beobachtung der Schneedecke die klassischen
Methoden wie das Schneeprofil und der Rutschblocktest zur Verfügung. Der Lawinenwarndienst
testet ein neues Messinstrument aus der Schneeforschung, das SnowMicroPen (SMP).
Das SMP ist eine hochempfindliche und automatische Sonde, die den
Eindringwiderstand des Schnees im Mikrometerbereich misst. Vorteile der Sonde
liegen in der Messgeschwindigkeit, der Objektivität und Genauigkeit. Die Kosten
und die Geländetauglichkeit sowie die komplexe Signalinterpretation sind noch limitierende
Faktoren für den täglichen Einsatz in der Praxis. Das SMP wird im Lawinenwarndienst
im Rahmen von Forschungsarbeiten verwendet, um die kleinräumige Variabilität
der Schneedeckeneigenschaften sowie ihrer Bedeutung für die
Schneedeckenstabilität und die Stabilitätstests zu untersuchen. Hierfür werden
neue Modelle entwickelt und die Signalinterpretation verbessert.
Basierend auf Vergleichsmessungen aus verschiedenen Wintern
und Klimaregionen wird gezeigt, dass die Rutschblockstabilität aus dem
SMP-Signal abgeleitet werden kann. Hauptfaktor für die Stabilität ist die mikro–mechanische
Festigkeit der Schwachschicht. Nebenfaktor ist die Dichte der darüber liegenden
Schneeschicht. Eine einzelne SMP-Messung ist jedoch noch nicht sehr zuverlässig,
die Trefferquote bei der Abschätzung der Rutschblock-Stabilität liegt bei 65 %.
Werden mehrere SMP-Messungen gemittelt, nimmt die Zuverlässigkeit der
Stabilitätsabschätzung markant zu. Bei sieben SMP-Messungen (Photo) liegt die
Trefferquote bei 85 %. Die Signifikanz einer sorgfältigen
Qualitätskontrolle der SMP-Signale und eine Qualitätsklassifikation werden
erstmals aufgezeigt. Untersuchungen in repräsentativen Steilhängen sollen die
räumliche Variabilität der Schichteigenschaften und ihren Einfluss auf die
Schneedeckenstabilität zeigen.
Im Einzelnen vergleichen wir die Variabilitäten der
Schichteigenschaften anhand des Variationskoeffizienten. Dieser drückt die relative
Variabilität aus, d.h. die Varianz normiert auf den Mittelwert.
Auf der Hangskala zeigt sich eine grosse Bandbreite in der
relativen Variabilität (Variationskoeffizient) in den Schichteigenschaften.
Vergleicht man stabile mit instabilen Situationen ist kein
signifikanter Unterschied in der relativen Variabilität der Schichtmächtigkeit,
Festigkeit und Dichte der Schwachschicht oder darüber liegenden Schicht feststellbar.
Die relative Variabilität der Mächtigkeit und Festigkeit der
Schwachschicht ist jedoch höher als die relative Variabilität der Mächtigkeit
und Dichte der darüber liegenden Schicht.
Schneedeckenuntersuchungen
am Hang, Pizolgebiet, SG.
Allgemein kann man sagen, dass die Schneedecke grossräumig
mehr variiert als kleinräumig. Mit unserem Datensatz können wir diese Aussage
differenzieren, d.h. die relevanten Schichten und ihre Eigenschaften getrennt
analysieren. Der Datensatz erlaubt einen Vergleich zwischen der Rutschblockskala
(bis 3 m, Photo) und
der Skala eines Kleinhanges (8 bis 16 m).
Es zeigt sich, dass die relative Variabilität der Schwachschichteigenschaften (Mächtigkeit
und Festigkeit) mit der Distanz nicht zunimmt. Die der darüber liegenden Schicht
(Mächtigkeit und Dichte) nimmt jedoch signifikant zu. Die Schichteigenschaften
der Schwachschichten korrelieren also über längere Distanzen als die der darüber
liegenden Schicht. Neben der Schwachschicht spielt also auch die sie
überlagernden Schicht und deren Variabilität eine wichtige Rolle in der
Lawinenbildung.
In weiteren Analysen soll gezeigt werden, welchen Einfluss
die Variabilität auf die Stabilität im Hang hat. Dies auch in Bezug auf einen
neueren, einfacheren Stabilitätstest, den Extended Column Test (ECT). Ein
weiteres Ziel ist es, die relevanten Schwachschichten direkt aus dem SMP-Signal
abzuleiten. Die bisherigen Resultate sind Bausteine für diese
Weiterentwicklung.
Projektpartner: Hans-Peter Marshall, Center for Geophysical
Investigation of the Shallow Subsurface, Dept. of Geosciences, Boise State
University, ID, USA
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