Für die Vorhersage der Lawinengefahr sowie für
Abflussprognosen in alpinen Einzugsgebieten sind vor allem zeitlich
hochaufgelöste Daten über den Feuchtgehalt der Schneedecke und die
Schneemenge relevant. Ein Team um Professor Wolfram Mauser und
Franziska Koch vom Department für Geographie der LMU sowie Dr. Jürg
Schweizer und Lino Schmid vom WSL Institut für Schnee und
Lawinenforschung SLF in Davos kombinieren zwei unterschiedliche
Messmethoden, wodurch erstmals kontinuierlich und nicht destruktiv
wichtige Schneedaten, potentiell auch in Hanglagen, erhoben werden
können. Darüber berichten die Forscher aktuell in der Fachzeitschrift
Geophysical Research Letters.

Die LMU-Forscher haben eine neue Methode entwickelt und vor
wenigen Monaten im Journal Sensors veröffentlicht, mit der mithilfe
von kostengünstigen GPS-Empfängern der Schmelzbeginn im Frühjahr und
der volumetrische Feuchtgehalt der Schneedecke kontinuierlich
bestimmt werden können: Sie analysieren die Stärke der GPS-Signale
und ziehen daraus Rückschlüsse auf die Feuchtigkeit des Schnees. „Je
schwächer das empfangene Signal unter der Schneedecke ist, desto
feuchter ist der Schnee. Mithilfe dieser Daten lassen sich
Nassschneelawinen und mögliche Hochwässer, die durch die
Schneeschmelze verursacht werden können, besser vorhersagen. Da die
GPS-Daten frei verfügbar sind und die Geräte sehr kostengünstig und
leicht zu installieren sind, ist eine Ausbringung mehrerer Sensoren
als Netzwerk, zum Beispiel zur Unterstützung der
Hochwasservorhersage, gut denkbar“, sagt Wolfram Mauser.

Neuer Ansatz zur nicht destruktiven Messung unterhalb der
Schneedecke

Nun haben die LMU-Geographen ihre Methode erstmals mit Messungen
eines vom SLF betriebenen Bodenradars verglichen und kombiniert. Das
Forscherteam hat beide Systeme über zwei Winterperioden auf einem
Testfeld am Weissfluhjoch bei Davos auf 2540 Metern Höhe parallel
laufen lassen. Noch vor dem ersten Schneefall vergruben sie ein
Radargerät in einer Kiste im Boden und legten die kleinen, nur vier
mal vier Zentimeter großen GPS-Antennen am Boden aus. Während
mehrerer Monate mit kontinuierlicher Schneebedeckung verglichen sie
die Daten, die die Geräte empfingen. „Generell sind sowohl das GPS
als auch das Radar eines der ersten Systeme, die nur unter
Zuhilfenahme von extern gemessener Schneehöhe den Feuchtegehalt
kontinuierlich und ohne Zerstörung der Schneedecke messen können.
Beide Systeme lieferten in sehr guter Übereinstimmung zeitlich
hochaufgelöste Daten über den Feuchtgehalt des Schnees sowie darüber,
wann der Schnee im Frühjahr tagsüber schmilzt und in der Nacht wieder
gefriert“, sagt Franziska Koch.

Die Messungen des Bodenradars und der GPS-Empfänger wurden zudem
miteinander kombiniert, wodurch die drei essenziellen Schneeparameter
Schneewasseräquivalent, das angibt, welche Wassermenge entsteht, wenn
man ein Schneepaket schmilzt, Schneehöhe und der Feuchtegehalt völlig
ohne externe Informationen kontinuierlich ermittelt werden konnten.
„Der große Vorteil ist, dass beide Geräte von unterhalb der
Schneedecke messen. Daher können sie auch in möglichen Lawinenhängen
installiert werden und dort direkt die Schneeparameter bestimmen.
Dies ist bislang mit keiner konventionellen Schneemessung möglich“,
sagt Franziska Koch. Bislang werden für die Lawinenvorhersage
beispielsweise Schneehöhensensoren eingesetzt, die an Stangen
installiert sind und bei einem Lawinenabgang möglicherweise zerstört
werden könnten. Andere Schneemessgeräte eignen sich nur für flache
Gebiete und manuelle Messungen können in Lawinenrisikogebieten aus
Sicherheitsgründen nicht durchgeführt werden. In einem nächsten
Schritt wollen die Forscher nun auch die Schneemenge allein mithilfe
der mit den GPS-Empfängern gewonnenen Daten berechnen.(Geophysical
Research Letters, Doi: 10.1002/2015GL063732)

Kontakt:
Franziska Koch
Lehrstuhl für Geographie und geographische Fernerkundung der LMU
Tel.: 089 / 2180 – 6687
E-Mail: f.koch@iggf.geo.uni-muenchen.de
http://ots.de/hfwCP

Publikation:
Lino Schmid und Franziska Koch:
A novel sensor combination (upGPR – GPS) to continuously and
non-destructively derive snow cover properties
In: Geophysical Research Letters, doi: 10.1002/2015GL063732
http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/2015GL063732/abstract

Pressekontakt:
Luise Dirscherl
Leitung Kommunikation & Presse
Tel.: +49 (0) 2180-2706
dirscherl@lmu.de

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