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Der Windkanal des SLF in Davos ermoglicht naturnahe Experimente

In einem vom Schweizerischen Nationalfonds mitfinanzierten Windkanal erforscht das Eidgenossische Institut fur Schnee- und Lawinenforschung (SLF) in Davos, wie Schnee vom Wind verweht wird. Dabei verwenden die Forschenden frischen Schnee, was weltweit einzigartig ist. Die Resultate fliessen in Modelle fur die Lawinenprognose ein.

Etwas ausserhalb von Davos, unmittelbar an der Langlaufloipe Richtung Flüelapass, steht der Windkanal des Eidgenössischen Instituts für Schnee- und Lawinenforschung (SLF), den der Schweizerische Nationalfonds mitfinanziert. Dort arbeiten Jean-Daniel Rüedi und Andrew Clifton jedes Mal, wenn frischer Schnee gefallen ist. Die Frage, welche die Forscher im Moment am meisten interessiert: Bei welcher Windgeschwindigkeit beginnen Schneekristalle zu wandern? Die Resultate werden nach und nach in die numerischen Modelle für die Schneedecke einfliessen und so letztlich die Lawinenprognose verbessern helfen. Der Wind ist der Baumeister der Lawinen", sagt der Projektleiter Jean-Daniel Rüedi. Und deshalb sei es so wichtig zu wissen, was genau zwischen Schnee und Wind geschieht. Wir wissen sehr viel über Schnee, und wir wissen sehr viel über Wind, aber wir wissen nicht genau, was dazwischen passiert, wenige Zentimeter über dem Boden" erläutert der Doktorand Andrew Clifton. Antworten soll der Windkanal liefern. Davos ist nicht der einzige Ort auf der Welt, wo man sich diese Frage stellt. Aber es ist der einzige Ort, wo die Antwort mit Hilfe von richtigem Schnee gesucht wird, und nicht mit Kunstschnee. Dazu braucht es einen hochgelegenen, kalten Ort, wo oft frischer Schnee fällt, - wie Davos - und die entsprechende Ausrüstung. Riesiger Staubsauger,Der Schnee wird in flachen Metallschubladen gesammelt und direkt in diesen Behältern in den Windkanal geschoben. Der Apparat ist rund 17 Meter lang, praktisch gleich lang wie das Gebäude, das ursprünglich der Schweizer Armee als Munitionsdepot diente. An einem Ende wurde die Wand entfernt. Durch eine Öffnung, etwa so gross wie ein Garagentor, saugt der Windkanal wie ein riesiger Staubsauger Luft an. Es ist wichtig, dass auch die Luft von draussen kommt, dass also der Schnee und die Luft, die wir im Experiment verwenden, tatsächlich zusammengehören," kommentiert Andrew Clifton. Und es ist wichtig, dass im Innern ähnliche Wetterbedingungen herrschen wie draussen. Mit anderen Worten: Es ist sehr kalt, manchmal unter minus 20 Grad Celsius. Es braucht schon viel Begeisterung und Spass an der Sache, um diese Experimente, die jeweils mehrere Stunden dauern, durchzuführen," sagt Clifton. Die Luft, die von draussen angesogen wird, fliesst durch eine Art Filter mit Wabenstruktur, damit nicht vorzeitig Turbulenzen entstehen. Die will man kontrolliert produzieren. Dafür hat das Windkanal-Team extra Hindernisse eingebaut: Zuerst aufrecht stehende Holzdreiecke, die kleine Bäumchen darstellen. Dann, über eine Strecke von einigen Metern verteilt, etwa tausend Lego-Klötzchen. Sie imitieren Geröll. Zuletzt kommt noch ein Stück Rasenteppich. Er soll aber nicht Gras nachahmen, meint der Doktorand. Für den Wind ist Teppich und Schnee etwa dasselbe." Erst jetzt, im hintersten Teil des Windkanals, liegen die Behälter mit bis zu 15 Zentimetern frisch gefallenem Schnee. Hypothesen überprüfen,Direkt darüber sind die Windsensoren angebracht: kleine Metallstifte mit einem winzigen Draht, der auf etwa 200 Grad Celsius erhitzt wird. Wenn der Wind darüber streicht, kühlt sich der Draht ab. Daraus kann man Geschwindigkeit und Turbulenz des Windes berechnen. Eine Lichtschranke registriert gleichzeitig die Bewegung der Schneekristalle. Parallel dazu wird auch der Schnee selber sehr genau untersucht. Zusammen mit der Wetterstation auf dem Dach des Gebäudes kennt man so alle wichtigen Faktoren. Wir wissen immer genau, was los ist, bei welchen Bedingungen der Schnee gefallen ist, wie er aufgebaut ist, welche Windgeschwindig-keit wir im Kanal haben, welche Temperatur, usw.", erklärt Andrew Clifton. So lassen sich gezielt Experimente durchführen und die Faktoren ermitteln, die bestimmen, bei welcher Geschwindigkeit der Schnee verweht wird. Bis jetzt konnten wir nachweisen, dass die Schneedichte und die Korngrösse eine entscheidende Rolle spielen." Das hatte man vorher zwar schon vermutet, aber nicht sicher gewusst. Angriff der Schneeflocken,Die Forschung in der Kälte stellte den Maschineningenieur Jean-Daniel Rüedi vor zahlreiche Herausforderungen: steifgefrorene Kabel, Sensoren, die in der Regel für Labortemperaturen von plus 20 Grad Celsius angelegt sind, und nicht zuletzt die Schneeflocken. Die Sensoren sind sehr empfindlich, und wenn ein Schneekristall geflogen kommt, ist das schon ein ziemlicher Aufprall für die sensiblen Messgeräte," konkretisiert er das Problem. Deshalb musste die Messtechnik den besonderen Gegebenheiten angepasst oder sogar neu entwickelt werden. Es ist echt kompliziert, im Windkanal mit Frischschnee zu arbeiten." Deshalb hat es wohl bisher niemand gemacht.Fur weitere Informationen:,Jean-Daniel Ruedi,Eidg. Institut fur Schnee und Lawinenforschung (SLF/ENA),Abteilung fur Lawinenwarnung und Risikomanagement,Fluelastrasse 11,CH-7260 Davos Dorf,Tel. +41 (0)81 417 03 68,E-Mail: ruedi@slf.ch

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