Dem Geheimnis des Schnees auf der Spur

10. April 2017

Die genaue Messung von festem Niederschlag spielt eine entscheidende Rolle beim Wasser- und Risikomanagement sowie bei der Klimabeobachtung. Jedoch stellt sich die Messung als sehr komplex heraus und ist oft von Unsicherheiten geprägt. Diesem Problem hat sich die Weltorganisation für Meteorologie angenommen und im Jahr 2010 ein internationales Projekt namens SPICE (Solid Precipitation Intercomparison Experiment) lanciert. Aktiv daran beteiligt war auch Yves-Alain Roulet, Leiter für Messungen und Daten beim Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie MeteoSchweiz.

Auf dem Bild erkennt man eine achteckige Holzvorrichtung, welche Double Fence Intercomparison genannt wird. Zu sehen ist diese im Schnee vor einem Sonnengefluteten Alpenpanorama.
DFIR (Double Fence Intercomparison Reference)

Herr Roulet, worum handelt es sich genau bei SPICE?

Bei SPICE handelt es sich um ein Projekt der Weltorganisation für Meteorologie (WMO). Das Hauptziel ist es, möglichst viele verschiedene Instrumente zur Messung von Schneehöhe und Schneefall zu charakterisieren. Dafür gibt es verschiedene Instrumententypen und -technologien die verwendet werden. Unser Ziel ist es diese Instrumente zu prüfen, zu vergleichen und abschliessend den Wetterdiensten Empfehlungen bezüglich dem Betrieb zu geben. Das besondere an SPICE ist, dass nicht nur an einem Standort gemessen wurde, sondern auf der ganzen Welt verteilt. Ziel war es dabei, die Messgeräte unter verschiedenen Wetter- und Klimabedingungen zu evaluieren. Insgesamt gab es 20 Messfelder auf der ganzen Welt.

Gibt es einen Grund weshalb ein Messfeld genau in Davos ist?

Ja, Schnee und Schweiz sind kaum trennbar! Der Schnee hat für uns in der Schweiz eine besondere Bedeutung, sei es für die Wasserressourcen oder für den Tourismus. Projekte der Weltorganisation für Meteorologie basieren immer auf das freiwillige Mitwirken der Mitglieder, in diesem Fall die Wetterdienste. Im Prinzip kann sich jedes Mitglied für ein Projekt bewerben. Bei einer Konferenz der WMO im Jahre 2010 in Helsinki wurde das Projekt lanciert. Die Schweiz ist sehr an der Schneemessung interessiert und hat sich deshalb entschieden, ein Messfeld für SPICE anzubieten. Dafür eignete sich das Weissfluhjoch in Davos besonders, da dort bereits ein Versuchsfeld des WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF steht. Wir haben uns mit dem SLF abgesprochen und sie waren auch am Projekt interessiert. Somit entstand eine sehr gute und enge Zusammenarbeit.

Was waren für Sie die Herausforderungen bei einem solchen Projekt?

Dadurch, dass viele verschiedene Messstationen auf der ganzen Welt involviert waren, war dies ein sehr komplexes Projekt. Die Konzeption, Organisation und Koordination des Projektes war eine Schwierigkeit. Alleine die Tatsache, dass die Messgeräte auf der ganzen Welt gleich aufgestellt werden mussten, war schwierig. Es gab Messfelder in Australien, Neuseeland, Asien, Nordamerika und Europa. Alle haben ihre eigene Kultur und Arbeitsweise. Da war die erste Herausforderung, eine einheitliche Vorgehensweise zu entwickeln. Sobald wir die Daten hatten, ging es weiter mit der Analyse. All dies machte die Arbeit unglaublich spannend. Ich selbst war Mitglied des IOC, dem internationalen Organisationskomitee, eine kleine Gruppe von fünf bis sieben Personen, welche die Entscheidungen trafen. Das gesamte Projektteam umfasste mehr als 20 Personen und traf sich einmal im Jahr. Bei einer solchen Anzahl von Personen war es eine Herausforderung, alles koordiniert voranzutreiben.

Können Sie schon etwas über mögliche Erkenntnisse verraten?

Wir wollen nicht einfach eine Rangliste veröffentlichen in der irgendwelche Messgeräte der Reihe nach bewertet werden. Vielmehr wollen wir die Unterschiede zwischen den Technologien und den möglichen Schwierigkeiten bei der Schneemessung in den Bergen aufzeigen. Ein schönes Beispiel wäre da der Standard-Niederschlagsmesser, mit Messung nach dem Kipp-Prinzip oder mit einer Waage. Bei diesem sind die Messungen sehr stark vom Wind beeinflusst. Wir haben Messgeräte mittels einer Metall-Vorrichtung vor Wind geschützt, wodurch die Messungen genauer wurden. Zusätzlich konnten wir noch den Einfluss von verschiedenen Windschutz-Typen erschliessen. Weiter haben wir mathematische Gleichungen aufgestellt, mit welchen man Ungleichheiten beim Messen korrigieren kann. Auch optische Messgeräte, welche mittels Laser messen, wurden untersucht. Diese messen jeden Partikel, der durch ihren Laser fällt und leiten somit die Menge ab. Obwohl diese nicht primär für die Schneefallmessung erstellt wurden, wollte man wissen, ob sie sich dazu eignen. Wir fanden heraus, dass diese Messgeräte  weniger windempfindlich sind, jedoch für die Bestimmung der korrekten Schneefallmenge von einzelnen Ereignissen grössere Unsicherheiten zeigen. Aus solchen Experimenten konnten wir eine ganze Reihe von Empfehlungen ableiten, Beispielsweise über die Heizung der Messgeräte, den Schutz vor dem Wind, den optimalen Aufstellungsort und noch einiges mehr. Diese Empfehlungen werden zur Verbesserung der Schneefallmessung allgemein und weltweit dienen. Das ist zumindest unsere Hoffnung!

Werden die Erkenntnisse auch für die Radarforschung genutzt?

Ja. Es wird verschiedene Anwendungen für unsere Erkenntnisse geben. Messgeräte werden bezüglich Schneefall und Schneehöhe effizienter eingesetzt. Eine Konsequenz davon ist der positive Einfluss auf die Radarmessungen. Unsere Informationen kann man zur Kontrolle und Einstellung der Radarmessungen verwenden. Somit gibt es einige Synergien innerhalb von MeteoSchweiz. Es wurde diesbezüglich auch ein neues Projekt zusammen mit der École polytechnique fédérale de Lausanne EPFL ins Leben gerufen. Man will das neu gewonnene Wissen in die Radarforschung einspeisen.

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