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



 

DavosWinter2019: Vorbereitungen für die Messkampagne im Ortsteil Wolfgang von Davos. Bevor die Container mit der Messtechnik aufgestellt werden können, muss zunächst das Gelände von Schnee und Eis befreit werden.
Foto: Annett Skupin, TROPOS

In den kommenden Monaten werden Schweizer und Deutsche Atmosphärenforscherinnen und -forscher von Davos aus Wolken, Niederschlag und Schnee untersuchen, um mehr über diese Prozesse in den Alpen zu erfahren. Mit dabei ein Fesselballon der ETH Zürich (links im Bild) und ein Lidar-Messcontainer des TROPOS aus Leipzig (rechts im Bild). Foto: Annett Skupin, TROPOS