Lieber Leser,
Schnee ist ein äußerst lebendiges Material, welches ständig den Witterungsverhältnissen ausgesetzt ist und fortwährend seine Eigenschaften ändert. Schnee kann sich wie ein zähflüssiger und elastischer Stoff verhalten, der dann nur bedingt bruchanfällig ist. Ist er allerdings spröde, bricht er leicht und es lösen sich Lawinen.
Über die Schneedecke und ihre Belastbarkeit Bescheid zu wissen, welche Lawinenarten es gibt, warum Lawinensituationen die zu erwartenden Gefahren wiedergeben und wie man mit Gefahrenmuster typische Gefahrensituationen rasch erkennt, all dies trägt zur Sicherheit des Skibergsteigers und Freeriders bei.
Mit einem guten Risikomanagement kann das Lawinenrisiko auf ein akzeptables Maß reduziert werden, um dennoch gleichzeitig auf möglichst wenige Aufstiegs- und Abfahrtsmöglichkeiten verzichten zu müssen. Zur grundsätzlichen Entscheidung, ob ein bestimmter Hang oder Geländeabschnitt begangen werden kann, bietet die Lawinenkunde verschiedene Entscheidungshilfen an.
Gerade die Fähigkeit, Verhältnisse und Gelände vor Ort „lesen“ und beurteilen zu können, ist für ein gutes Risikomanagement das Um und Auf. Deshalb wird hier auf die Möglichkeiten eingegangen, wie im freien Gelände beobachtet und beurteilt werden kann.
Da sich Lawinenunfälle jedoch nie ganz vermeiden lassen, ist die Beherrschung der Kameradenrettung ein unbedingtes Muß für jeden Skisportler, der sich im freien Gelände bewegt. Diese sollte man so lange üben, bis die Rettung auch bei höchster Stressbelastung routiniert ausgeführt werden kann.
Diese Themen und weitere erwarten Sie in diesem Buch.
Viel Spaß mit der Lektüre!
SCHNEE |
Schneeeigenschaften Schneearten Schneeumwandlung |
LAWINENARTEN |
Staublawine Gleitschneelawine Lockerschneelawine Nassschneelawine Schneebrettlawine Übersicht Lawinenarten |
SCHNEEDECKE |
Kräfte in der Schneedecke Bruchmechanik Schwachschichten Auslösemechanismen |
LAWINENSITUATIONEN |
Lawinenprobleme Gefahrenmuster |
METEOROLGISCHE EINFLÜSSE AUF DIE SCHNEEDECKE |
Strahlungsbilanz Strahlungsintensität Einflüsse auf die Schneedecke |
LAWINENLAGEBERICHT |
Lawinenlagebericht Fallbeispiel LLB |
RISIKOMANAGEMENT |
Beurteilungs- und Entscheidungsrahmen Entscheidungshilfen Kritische Neuschneemenge Beobachten & Beurteilen Standardmaßnahmen Hangneigungsmessung |
RISIKOFAKTOR MENSCH |
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FREERIDE |
Besonderheiten Freeride Freerideplanung |
NOTFALL LAWINE |
Notfallausrüstung Kameradenrettung |
STATISTIK |
Lawinenunfälle |
SCHNEEDECKEN-UNTERSUCHUNG |
Beschreibung Schneeprofil Interpretation Schneeprofil Stabilitätstest |
ALLES IN ALLEM |
Das Wichtigste zusammengefasst |
GLOSSAR |
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ANHANG |
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REGISTER |
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LITERATURVERZEICHNIS |
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BILDNACHWEIS |
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IMPRESSUM |
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• SCHNEEEIGENSCHAFTEN
• SCHNEEARTEN
• SCHNEEUMWANDLUNG
Wenn sich in den Wolken feinste Wassertröpfchen bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt an Staubpartikel anlagern und dort spontan gefrieren, entstehen Eiskristalle in der Größenordnung von 0,1 mm. Sie fallen nach unten, wachsen weiter an, und die einzelnen größer gewordenen sternförmigen Kristalle verhaken sich mit weiteren Kristallen zu Schneeflocken. Am Boden angelangt häufen sich die Flocken zu Schnee an. Neuschnee ist ein poröses Material bestehend aus Eis und Luft.
Der frisch gefallene Neuschnee bleibt allerdings nicht lange bestehen, da er alsbald in kleine, runde Eiskörner umgewandelt wird. Aber auch die Umwandlung in andere Formen ist möglich. So können filzige, runde, kantige, hohle, plättchenförmige sowie nadelförmige Eisgebilde – sogenannte Eiskörner oder Kornformen – entstehen.
Wenn die Eiskörner zusammenwachsen (sintern), bilden sich zwischen diesen kleinste Verbindungen aus Eis, sogenannte „Eisbrücken“. Dann entsteht eine Struktur bestehend aus Luft, Eiskörnern und Eisbrücken. Gelegentlich, nämlich ab einer Schneetemperatur von 0⁰ Celsius, entsteht in den Hohlräumen des Schnees auch noch Wasser.
Schnee ist nur bedingt fest
Je nach Schneeart und Schneetemperatur ist Schnee mehr oder weniger fest. Nebst der Schneetemperatur bestimmen Anzahl, Abstand und Größe der Kontaktpunkte zwischen den Eiskörnern dessen Festigkeit. Aber auch die Reibung, Verzahnung und Verkeilung von Schneekörnern unter- und miteinander bestimmen dessen Festigkeit.
Schnee bricht
Ist die Krafteinwirkung, bedingt durch die vorhandenen Spannungen innerhalb der Schneedecke und/oder durch die Krafteinwirkung eines Skifahrers, groß genug, kehren die Eisbrücken nicht mehr in ihre ursprüngliche Form zurück, sondern reißen auseinander. Dabei kann das Gefüge Schnee, bestehend aus Eiskörnern, Eisbrücken und Hohlräumen, zusammenbrechen, so dass die einzelnen Eiskörner dichter gepackt werden. Solch ein Bruch-mechanismus kann zur Auslösung von Lawinen, genauer gesagt Schneebrettlawinen führen. Je kälter der Schnee, desto spröder und bruchanfälliger ist er. Umso so schneller die Verformung des Schneegefüges, wie zum Beispiel beim Sturz eines Skifahrers, erfolgt, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit eines Bruchs.
Die wichtigsten Schneearten zu kennen ist nicht nur für Lawinenprognostiker von großer Bedeutung, sondern dient auch dem Laien zum besseren Verständnis von Lawinenauslösemechanismen. Die Schneedeckenstabilität hängt von ihrem Schichtenaufbau ab und somit auch von den in ihr vorhandenen Schneearten. Eisgebilde (Kornformen) sind deren Grundbausteine, weshalb diese hier genauer beschrieben werden sollen.
Kornformen
Aufgrund des mehrmaligen Schneefalls während eines Winters und der physikalischen Umwandlungsprozesse denen Schneekristalle unterworfen sind, besteht die Schneedecke aus mehreren Schichten. Der frisch gefallene Neuschnee bleibt nicht lange bestehen, da er alsbald in kleine, runde Eiskörner umgewandelt wird. Aber auch die Umwandlung in andere Formen ist möglich. So können filzige, hohle, kantige, plättchenförmige sowie nadelförmige Eisgebilde – sogenannte Eiskörner oder Kornformen - entstehen.
Schneestruktur
Wenn Eiskörner zusammenwachsen, bilden sich zwischen diesen kleinste Verbindungen aus Eis, sogenannte „Eisbrücken“. Es entsteht eine Gitterstruktur bestehend aus Luft, Eiskörner und Eisbrücken. In Schnee bestehend aus großen und eckigen Kornformen sind nur wenige Eisbrücken vorhanden, dafür große Hohlräume. Hingegen besitzt Schnee bestehend aus kleinen, abgerundeten Kornformen viele Verbindungen und nur kleine Hohlräume.
Gelegentlich, nämlich ab einer Schneetemperatur von 0⁰ Celsius, entsteht in den Hohlräumen des Schnees auch noch Wasser.
Kornformen im Überblick
• Neuschnee
• Graupel
• Filzschnee
• rundkörniger Schnee
• Schmelzformen
• Schmelzkruste
• kantigkörniger Schnee
• Tiefenreif
• Oberflächenreif
Neuschnee: Wenig umgewandelter und kaum verfestigter Schnee der aktuellen oder kurz zurückliegenden Niederschlagsperiode; Vergabelungen und Verästelungen noch vorhanden.
Graupel: Niederschlag, bei dem Schneekristalle durch angefrorene Wasser Tröpfchen zu kleinen Kügelchen verklumpen.
Filzschnee: Bruchteile der ursprünglichen Gestalt der Neuschneekristalle sind oft noch erkennbar. Teilweise gerundete Vergabelungen und Verästelungen, als Folge der abbauenden und/oder mechanischen Schneeumwandlung.
Rundkörniger Schnee: Die Vergabelungen und Verästelungen bilden sich noch weiter zurück, bis nur noch mehr rundliche Schneekörner übrig bleiben; hier endet die abbauende Schneeumwandlung; das Resultat ist Altschnee.
Schmelzformen: Runde, große, von Wasser umgebene Schneekörner, die durch Schmelzprozesse im Schnee entstehen. Oft auch Sulz genannt.
Schmelzkruste: Entsteht durch das Wiedergefrieren einer nassen Schneeschicht innerhalb der Schneedecke. Die ursprünglichen Kristallformen sind noch erkennbar.
Eislamelle: Durch Regen oder Schmelz- und Gefrierprozesse entstandene, dünne Eisschicht in der Schneedecke. Die ursprünglichen Kristallformen sind nicht mehr erkennbar.
Kantigkörniger Schnee: Schneekörner mit mehrheitlich ebenen Flächen und deutlichen Kanten als Folge der aufbauenden Schneeumwandlung.
Tiefenreif: Auch Schwimmschnee genannt. Hohlformen mit Kanten und Rippen als Folge der aufbauenden Schneeumwandlung bei hohen Temperaturgradienten.
Oberflächenreif: Transparente Plättchen oder nadelförmige Eiskristalle, die sich durch Ausfallen von Wasserdampf aus der feuchten Luft (Deposition) an der kalten Schneeoberfläche bilden. Findet in klaren Nächten und bei relativ feuchter Luft statt.
Wie stabil eine Schneedecke ist, hängt von ihrem Schichtenaufbau und deren Verbindungen ab. Die in einer Schneeschicht enthaltenen Eiskörner bestimmen deren Eigenschaften wesentlich. Wer also Lawinen und deren Auslösemechanismen verstehen möchte, sollte etwas über die jeweiligen Schneearten wissen.
Aufgrund des mehrmaligen Schneefalls während eines Winters und der physikalischen Umwandlungsprozesse, denen Schneekristalle unterworfen sind, besteht die Schneedecke aus mehreren Schichten verschiedenster Schneearten. Zu den vier in der Schneephysik relevanten Umwandlungsprozessen zählen die mechanische, die abbauende, die aufbauende Schneeumwandlung, sowie die Schmelzumwandlung. Alle diese Prozesse führen zur Umwandlung von einer Schneeart in eine andere, indem die in einer Schneeschicht enthaltenen Eiskörner in eine andere Kornform umgewandelt werden.
Mechanische Schneeumwandlung
Bereits während des Schneefalls beginnt die sogenannte mechanische Umwandlung. Beim Zusammenstoß der einzelnen Kristalle in der Luft brechen die feinen Äste und Spitzen ab. Werden die Kristalle durch Windeinwirkung gebrochen, ist die mechanische Zertrümmerung umso größer.
Einmal am Boden angelangt verkleinern sich die Kristalle durch den Druck des Schnees weiter. Insbesondere durch den Windtransport am Boden können die Kristalle bis auf ein Zehntel ihrer ursprünglichen Größe zerkleinert werden.
Werden die zerkleinerten Schneeteilchen durch den Winddruck zusammengepresst und eingerüttelt, entsteht dicht gepackter Triebschnee. Dieser ist unter anderem Voraussetzung für die Entstehung von Schneebrettlawinen.
Abbauende Schneeumwandlung
Nach Ablagerung des Neuschnees setzt die abbauende Schneeumwandlung ein. Noch bestehende feine Spitzen, Verästelungen und Vertiefungen der Schneekristalle werden abgebaut, und die Schneekristalle formen sich in kugelige kompakte Schneekörner um. Aus Neuschnee wird Filzschnee, aus Filzschnee wird rundkörniger Altschnee. Der Schnee beginnt sich zu setzten und es entsteht eine Altschneedecke. Steigende Temperaturen und das Eigengewicht des Schnees fördern diesen Prozess.
Erst wenn die Oberfläche der ursprünglichen Schneekristalle im Vergleich zum Volumen am kleinsten geworden ist, ist die abbauende Umwandlung beendet. Die Dauer der Umwandlung ist temperaturabhängig, wobei sich bei milden Temperaturen die Schneedecke schneller setzt und verdichtet. Je nach vorherrschenden Temperaturen kann die Umwandlung von wenigen Tagen bis zu mehreren Wochen dauern.
Physikalische Prozesse der abbauenden Schneeumwandlung
Wie aber werden aus Neuschneekristallen runde Schneekörner? Da in der Umgebungsluft der Spitzen immer ein höherer Dampfdruck als in der Umgebungsluft der Einbuchtungen herrscht, entsteht ein Druckgefälle. Wassermoleküle, die an den Spitzen der Eiskristalle in die Porenluft verdunsten, werden wegen dieses Druckgefälles zu den Einbuchtungen hin bewegt, wo sie gefrieren. Dieser direkte Übergang vom gasförmigen in den festen Zustand, also Wasserdampf in Eis, wird Sublimation genannt.
Der Transport von Wassermolekülen von den Spitzen hin zu den Einbuchtungen geschieht aber auch noch auf eine andere Art. Bei Temperaturen nahe dem Schmelzpunkt sind die Kristalle von einer dünnen, fast flüssigen Haut umgeben. An den Spitzen der Kristalle ist die Oberflächenenergie größer als an den Einbuchtungen. Somit entsteht ein Energiegefälle. Aufgrund dieses Energiegefälles wandern die Wassermoleküle von den Spitzen entlang der fast flüssigen Haut hin zu den Einbuchtungen.
Somit kann die abbauende Schneeumwandlung auch als die Umlagerung von Material (Wassermolekülen) bezeichnet werden. Voraussetzung für die abbauende Umwandlung ist ein nur kleiner Temperaturunterschied innerhalb der Schneedecke. Die Temperatur sollte hierbei, gemessen vom Boden bis zur Schneedeckenoberfläche, nicht mehr als -10 Grad Celsius pro Meter abnehmen (Temperaturgradient).
Gleichzeitig zur Umlagerung der Wassermoleküle von den Spitzen zu den Einbuchtungen, rücken die immer kleiner und runder werdenden Kornformen aneinander und sintern. Es entstehen viele kleine Eisbrücken zwischen den Eiskörnern. Anzahl und Stärke der Eisverbindungen bestimmen die Festigkeit dieser Schneeschicht.
Der Übergang von Neuschnee zu Filzschnee ist vorerst mit einem Festigkeitsverlust verbunden, weshalb für ein bis zwei Tage nach Neuschneefall ein erhöhtes Lawinenrisiko besteht.
Nach dieser Phase beginnt sich die Schneedecke zu verfestigen.
Aufbauende Schneeumwandlung
Innerhalb der Schneedecke bestehen vor allem im Hochwinter große Temperaturunterschiede. Durch die Isolation der Schneedecke beträgt die Bodentemperatur annähernd 0 Grad Celsius. Die Schneeoberfläche ist infolge niedriger Lufttemperaturen und der Wärme, die sie an die Atmosphäre abgibt, um vieles kälter.
Ist nun ein Eiskorn in einer tiefer gelegenen Schicht warm genug, verdunstet dieses und gibt Wasserdampf in Form von Wassermolekülen an die Luft innerhalb der Schneedecke ab.
Steigt dieser Wasserdampf innerhalb der Schneedecke nach oben, gefriert dieser an der Unterseite eines höhergelegenen kälteren Eiskorns. Am kälteren Korn wird somit Eis abgelagert, welches wächst und gleichzeitig seine Form ändert. Es bilden sich an ihm ebene Flächen und gleichzeitig wird es kantiger und eckiger. Die nun entstandene Kornform wird als kantigkörniger Schnee bezeichnet. Schreitet dieser Gefrierprozess voran, bilden sich zunehmend größere Kristalle welche die Form eines Bechers annehmen, dem sogenannten Schwimmschnee oder Tiefenreif.
Während bei der abbauenden Schneeumwandlung Schneekristalle immer kleiner und runder werden, wachsen bei der aufbauenden Schneeumwandlung bereits abgelagerte Eiskörner also zu neuen größeren, kantigen Kristallformen heran. Diese sintern – im Gegensatz zur abbauenden Schneeumwandlung - aufgrund ihrer Form an nur wenigen Stellen, weshalb aufgebauter Schnee leicht bricht und als ideale Schwachschicht für Schneebrettlawinen dient. Das Bestehen solcher Schwachschichten kann nur durch Schmelzumwandlung und Gefrieren wieder entschärft werden.
Voraussetzung für die aufbauende Schneeumwandlung ist ein hoher Temperaturgradient. Erst wenn der Temperaturunterschied - vom Boden bis zur Schneedeckenoberfläche gemessen - mehr als minus 15 Grad Celsius pro Meter beträgt, setzt diese ein. Je größer der Temperaturgradient ist, desto schneller erfolgt die aufbauende Umwandlung. Die Dauer der Umwandlung beträgt bis zu mehreren Wochen und ist in warmen bodennahen Schichten am intensivsten.
Pulverschnee
Aber nicht nur innerhalb der Schneedecke, sondern auch auf der Schneeoberfläche können Kristalle aufgebaut werden. Voraussetzung hierfür ist ein Temperaturgradient, der innerhalb der obersten Dezimeter der Schneedecke von Tag zu Tag seine Richtung wechselt. Wenn am Tag aufgrund der Sonneneinstrahlung und warmer Lufttemperaturen die Schneeoberfläche wärmer ist als der darunterliegende Schnee, erfolgt der Wasserdampftransport von oben nach unten. Nachtsüber kühlt sich die Schneedeckenoberfläche wieder ab, so dass der Temperaturgradient seine Richtung wechselt, und der Wasserdampftransport von unten nach oben erfolgt.
Dieser Prozess wird vorwiegend in Schattenhängen beobachtet, wo aufgrund der tageszeitlichen Schwankungen der Lufttemperatur sich die Schneetemperatur ändert. Diese aufgebaute Schneeschicht wird auch aufgebauter Pulverschnee genannt.
Pulverschnee ist das Resultat aus der aufbauenden Schneeumwandlung und ist nicht mit gefallenem Neuschnee zu verwechseln, der bei sehr tiefen Temperaturen und wenig Wind fällt. Dieser wird Wildschnee genannt.
Schmelzumwandlug
Sobald der Schnee eine Temperatur von 0 ⁰ Celsius erreicht hat, setzt die Schmelzumwandlung ein. Die Erwärmung des Schnees geschieht durch Wärmezufuhr, wie der Sonnenstrahlung, warmer Lufttemperaturen und Bodenwärme. Misst die Schneedecke vom Boden bis zur Oberfläche Null Grad (isotherme Schneedecke), dann ist sie feucht bis nass, und zwischen den Eiskörnern bildet sich Wasser.
Ab besagter Temperatur beginnen die Eiskristalle anzuschmelzen. Die Kristalle überziehen sich mit einem Wasserfilm und die Lufträume (Porenwinkel) zwischen den mittlerweile abgerundeten Eiskörnern füllen sich mit Wasser. Einerseits rücken die Eiskörner infolge der Oberflächenspannung des Porenwinkelwassers näher zusammen, wodurch die Festigkeit des Schnees steigt. Andererseits verschwinden mit der Zunahme des Porenwinkelwassers die Kornbindungen zwischen den Eiskörnern, wodurch der Schnee an Festigkeit verliert. Solange die Feuchtigkeit des Schnees nur gering ist, tritt eine Verfestigung des Schnees ein. Mit zunehmender Durchfeuchtung tritt ein markanter Festigkeitsverlust ein.
• STAUBLAWINE
• GLEITSCHNEELAWINE
• LOCKERSCHNEELAWINE
• NASSSCHNEELAWINE
• SCHNEEBRETTLAWINE
Welche Lawinenart vorherrscht, ermöglicht einen ersten groben Überblick über typische Gefahren, die von dieser ausgehen. Im Folgenden werden die verschiedenen Arten in Hinblick auf ihre Beschaffenheit, Auslösemechanismen und Gefahrenpotential untersucht.
Obwohl es eine Vielzahl von Lawinenarten gibt, können Lawinen in zwei Gruppen eingeteilt werden. Je nach Abrissform und Auslösemechanismus gibt es Schneebrettlawinen und Lockerschneelawinen. Lockerschneelawinen sind immer durch einen punktförmigen Anriss gekennzeichnet, während Schneebrettlawinen immer einen linienförmigen Anriss aufweisen, der etwa quer zum Hang verläuft.
Da Lawinen aber auch noch andere typische Merkmale aufweisen (z.B.: Bewegungsform, Lage der Gleitfläche) kann die Einteilung in verschiedene Arten noch verfeinert werden. Aufgrund ihrer besonderen Merkmale werden hier neben den Lockerschnee- und Schneebrettlawinen auch noch Staub-, Gleitschnee- und Nassschneelawinen beschrieben.
Staublawinen sind vorwiegend nicht von Menschen ausgelöste Lawinen, welche nach intensivem trockenem Schneefall beobachtet werden. Die Auslösung geschieht durch das vermehrte Eigengewicht der Neuschneedecke, welche meist spontan abbricht. Ebenso kann diese durch eine zusätzliche Krafteinwirkung von außen ausgelöst werden
Die Schneemassen, die in Bewegung geraten und abgleiten, wirbeln den lockeren, pulvrigen Schnee auf (die Lawine nimmt Schnee auf) und es entsteht ein Gemisch aus Luft und Schneekristallen (Aerosol). Geschwindigkeiten von über 250 km/h können erreichet werden. Vor der Lawine entsteht ein hoher Luftdruck, hinter ihr ein Sog. Sowohl die Druckluftschwankungen, als auch der Fließanteil der Lawine, sind der Grund für ihr großes Zerstörungspotential. Die Gefahr von Staublawinen besteht nach ergiebigem, intensivem und trockenem Schneefall, solange sich der Neuschnee noch nicht gesetzt hat.
Kurz & bündig
Nach intensivem trockenem Schneefall. Brechen spontan ab. Ab einer Hangneigung von 40 Grad. Geschwindigkeiten bis zu 250 km/h. Hohe Luftdruckschwankungen. Meistens herrscht dann Gefahrenstufe 4 oder 5.
Risiken & Verhalten
Setzung abwarten (1–3 Tage). Stark eingeschränkte Aktivitäten oder kompletter Verzicht auf Touren.
Gleitschneelawinen zeichnen sich dadurch aus, daß die gesamte Schneedecke auf glattem Boden abgleitet und diesen freilegt. Gras, Erde und Felsen werden sichtbar.
Gleitschneelawinen, die noch nicht zur Gänze abgeglitten sind, erkennt man oft an den gut sichtbaren Gleitschneemäulern. Entgegen einer veralteten Meinung, Gleitschneemäuler sind ein Zeichen dafür, dass sich die Schneedecke mit dem Boden verfestigt hat, weiß man heute, dass angebrochene Gleitschneelawinen jederzeit weiter abrutschen können. Der Bereich unterhalb von Gleitschneerissen sollte deshalb möglichst vermeiden.
Merkmale
Charakteristisch für Gleitschneelawinen ist, dass sich die Auslösung