Neuartige Radaranwendungen sollen bei der Beurteilung der Lawinengefahr helfen

Foto: Dr. Achim Heilig

Letzte Vorbereitungen vor Wintereinbruch an der Messtation "Dorfberg" in einem Steilhang, der durch Lawinenverbauungen gesichert ist. Das Radar befindet sich unter den Holzbrettern. Durch eine WLAN-Funkstrecke werden die Daten direkt ins Tal an das SLF übertragen (im Hintergrund).

Mit neuartigen Radaranwendungen wollen Forscher der Universität Heidelberg einen Beitrag zur besseren Vorhersagbarkeit von Lawinen leisten. Damit soll in einem grenzüberschreitenden Forschungsprojekt die Beurteilung der Lawinengefahr auf eine präzisere Grundlage gestellt werden. Der Geophysiker Dr. Olaf Eisen vom Institut für Umweltphysik der Universität Heidelberg leitet das Projekt, an dem Kollegen in Deutschland, Österreich und der Schweiz beteiligt sind. Ziel ist es, mit Hilfe von Radarsystemen und damit ohne Gefährdung von Menschen den Schneedeckenaufbau automatisch beobachten zu können, um die lokale Risikoeinschätzung der Sicherheitsverantwortlichen mit zusätzlichen Informationen zu verbessern. Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 200.000 Euro geförderte Projekt läuft bis Oktober 2012.

„Um Informationen zum Schneedeckenaufbau zu erhalten, werden üblicherweise Schächte in den Schnee gegraben und Schneeprofile aufgenommen“, erläutert Olaf Eisen. Da dabei aber insbesondere in steilen Hängen oft ein erhöhtes Lawinenrisiko für die Beobachter besteht, sind diese Arbeiten bei instabilen Schneedecken nur selten möglich. „Mit Hilfe unserer Forschungen wollen wir die Anwendung ferngesteuerter, aufwärts schauender Radarsysteme vorantreiben, mit denen man zerstörungsfrei und gefahrlos die lokalen physikalischen Eigenschaften der Schneedecke charakterisieren und abbilden kann“, erklärt Dr. Eisen. Neben ihm arbeitet am Institut für Umweltphysik Dr. Achim Heilig als Postdoktorand an dem Projekt „Snowpack monitoring with upward-looking radar systems towards improves avalanche risk prediction“ (MUSI) mit, das aus seiner Dissertation hervorging.

Die deutschen Forscher stellen ein auch Pulsradar genanntes Bodenradarsystem bereit, das halbautomatisch vor Ort von den Schweizer Kollegen betrieben wird und dessen Daten sie auswerten. Von einer Antenne, die sich an der Grenze zwischen Schnee und Boden befindet, breiten sich die Radarwellen nach oben aus. An Grenzschichten innerhalb der Schneedecke – etwa wenn sich Dichte oder Feuchte ändern – und an der Oberfläche des Schnees wird ein Teil der Wellen nach unten reflektiert, an einer zweiten Antenne empfangen und dann digital aufgezeichnet. „Aus den Laufzeiten der Reflexionen und deren Unterschiede lassen sich die Eigenschaften der Schneedecke ableiten“, sagt Olaf Eisen.

Neben dem Institut für Umweltphysik der Ruperto Carola in Zusammenarbeit mit dem Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven sind an dem Forschungsprojekt Experten des Schweizer WSL-Instituts für Schnee- und Lawinenforschung (SLF) und der Fachhochschule JOANNEUM Kapfenberg in Österreich beteiligt. Von österreichischer Seite kommt ein weiteres Radarsystem, das nach dem sogenannten FMCW-Prinzip, dem frequenzmodulierten Dauerstrichradar, arbeitet. Die Schweizer Kollegen am Davoser Messort liefern zusätzlich zum Vergleich manuell aufgenommene Beobachtungsdaten sowie Informationen über die lokalen Witterungsverhältnisse.

Im D-A-CH-Konsortium unterstützt die DFG zusammen mit ihren Partnerorganisationen, dem Fonds für wissenschaftliche Forschung (FWF) in Österreich und dem Schweizerischen Nationalfonds (SNF), grenzüberschreitende Forschungsvorhaben. Unter der Adresse http://www.awi.de/en/research/young_investigators/emmy_noether_programme/limpics/research/musi sind im In­ternet In­for­ma­tio­nen zu dem Forschungsprojekt zusammengestellt.

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