Wie entsteht Niederschlag im Gebirge?
Davos,
18.02.2019
Messkampagne in den Schweizer Alpen bringt erstmals die Wolken- und die Schneeforschung intensiv zusammen. Pressemitteilung des WSL.
Davos/Leipzig. Im Schweizer Wintersportort Davos ist eine zweimonatige wissenschaftliche Messkampagne gestartet, die untersucht, wie Niederschlag im Gebirge entsteht und dabei Wolken- und Schneeforschung kombiniert. Diese Messkampagne ist eine Zusammenarbeit der ETH Zürich mit dem Schweizer Wetterdienst MeteoSchweiz, dem WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF, der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL), der Universität Basel und dem Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS). Eine Vielfalt von Messinstrumenten werden dafür in der Region Davos (Kanton Graubünden) im Februar und März 2019 eingesetzt.
TROPOS bringt dabei seine Erfahrungen bei der Erforschung von Eisbildung in Wolken ein und hat dazu einen Fernmessungs-Messcontainer in Davos installiert, der sonst im Rahmen des OCEANET-Programms die Atmosphäre über dem Atlantik untersucht. Ein PollyXT-Raman-Lidar misst per Laser die Aerosole und ein Mikrowellenradiometer per Radiowellen das Flüssigwasser und den Wasserdampf vor Ort. MeteoSchweiz steuert weitere Fernerkundungsinstrumente bei. Die Messungen von Lidar, Wolkenradar, Radiometern und Regenmessern werden in einem Datensatz kombiniert, um das Zusammenspiel von Aerosolen und Wolken über Davos zu analysieren. Die Daten werden dazu nach Leipzig übertragen, dort analysiert und helfen anschließend dem gesamten Team in der Schweiz, mehr über die komplexen Wechselwirkungen herauszufinden.
Indem die Forschenden Messungen der Niederschlagsentstehung in den Wolken mit Daten über die Schneeablagerung im Gelände verknüpfen, wollen sie zu verbesserten Niederschlagsprognosen im Gebirge beitragen. „Unsere Messkampagne bringt erstmals die Wolken- und die Schneeforschung so intensiv zusammen,“ sagt Michael Lehning vom WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF und von der Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Ein Fesselballon des Instituts für Atmosphäre und Klima der ETH Zürich, der erstmals im Gebirge eingesetzt wird, hat einen Durchmesser von 8 Metern und kann bis zu 800 Meter über Grund aufsteigen. Er ist mit verschiedenen Messinstrumenten ausgerüstet, um die physikalischen Vorgänge im Inneren von Wolken zu untersuchen. Darunter ist zum Beispiel ein holographisches Gerät, das Bilder von einzelnen Niederschlagsteilchen macht. Mit diesen Aufnahmen können die Forschenden die Grössenverteilung der Teilchen messen und bestimmen, ob es sich um flüssige Tröpfchen oder um kleine Eispartikel handelt.
In Ergänzung zu den Ballonmessungen werden mehrere Forschungseinrichtungen weitere Daten sammeln: Am Wolfgangpass installieren MeteoSchweiz und das Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) aus Deutschland mehrere Fernerkundungssysteme. Im Gegensatz zu den direkten Messungen am Ballon wird mit den installierten RADAR- und LIDAR-Geräten der Atmosphärenzustand ununterbrochen vom Boden aus vermessen. Letztendlich können dann diese unterschiedlichen Messmethoden verglichen und die Messergebnisse zusammengeführt werden. Auf dem Weisfluhjoch werden die ETH Zürich, die Universität Basel und die EPFL die Luft und die Eiskristalle der Wolken analysieren. Auch auf dem Dach einer Kabine der Gotschna-Seilbahn werden Geräte die Wolken messen. Um die Prozesse in den Wolken mit der Schneeverteilung am Boden zu verknüpfen, müssen die Forschenden auch die Schneeverfrachtung abschätzen. Die Gruppe «Schneeprozesse» am SLF, die auf solche Messungen spezialisiert ist, hat dafür eigens eine Messstation entwickelt, die sie am Gotschnagrat einsetzt.
Zusätzlich greifen die Forschenden auch auf Daten von bestehenden Messstandorten zurück, wie zum Beispiel die Messfelder des SLF in Davos Laret und auf dem Weissfluhjoch und das Niederschlagsradar von MeteoSchweiz auf dem Weissfluhgipfel. Jan Henneberger von der ETH Zürich, der das Forschungsteam leitet, erklärt: „Davos bietet uns eine einzigartige Dichte an verfügbaren Messdaten zu Schnee und Atmosphäre.“ Genauere Kenntnisse über die Art der Schneekristalle, die am Boden ankommen, sollen nicht nur helfen Niederschlagsprognosen zu verbessern. Sie sind auch wichtig als Eingangsgrössen für Schneedeckenmodelle, mit denen das SLF zum Beispiel die Einschätzung von Naturgefahren wie Lawinen und Hochwasser unterstützt oder Prognosen für Wintersport und Wasserkraft erstellt. ETH/ SLF/ TROPOS
Links:
Pressemitteilung des WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF:
https://www.slf.ch/de/newsseiten/2019/02/fesselballon-misst-physik-der-wolken.html
Poster der ETH Zürich mit Informationen zur Messkampagne:
https://www.slf.ch/fileadmin/user_upload/SLF/News_SLF/2019/02/Ballon_misst_Physik_in_den_Wolken/2019_Poster_Fieldcampaign_Davos_Wolfgang.pdf
HoloBalloon/HOLIMO der ETH Zürich:
http://www.iac.ethz.ch/group/atmospheric-physics/research/lab-and-field-group/mixed-phase-clouds-ex/holimo.html
OCEANET-Messungen des TROPOS:
https://www.tropos.de/forschung/grossprojekte-infrastruktur-technologie/koordinierte-beobachtungen-und-netzwerke/oceanet/
Blog der ETH Zürich zum HoloBalloon:
https://blogs.ethz.ch/Holographen/
#DavosWinter2019 bei Twitter:
https://twitter.com/search?q=%23DavosWinter2019&src=typd
Kontakt:
Dr. Ronny Engelmann, Dr. Albert Ansmann
wissenschaftliche Mitarbeiter, Abteilung Fernerkundung atmosphärischer Prozesse
Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS)
Tel. +49 341 2717-7315, -7064
https://www.tropos.de/institut/ueber-uns/mitarbeitende/ronny-engelmann/
https://www.tropos.de/institut/ueber-uns/mitarbeitende/albert-ansmann/
und
Dr. Jan Henneberger
Institut für Atmosphäre und Klima IAC
ETH Zürich
Tel. +41 79 244 28 12
http://www.iac.ethz.ch/people-iac/person-detail.html?persid=170357
sowie
Prof. Dr. Michael Lehning
Gruppenleiter, Joint Professorship
Schnee und Permafrost / Schneeprozesse
WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF
Tel. +41 81 417 01 58
https://www.slf.ch/de/mitarbeitende/lehning.html
oder
Tilo Arnhold
TROPOS-Öffentlichkeitsarbeit
Tel. +49-341-2717-7189
http://www.tropos.de/aktuelles/pressemitteilungen/
und
Medienteam des WSL-Instituts für Schnee- und Lawinenforschung SLF
Tel. +41 81 417 01 90
www.slf.ch/de/ueber-das-slf/medien.html
