Weshalb wenig Schnee ungünstiger ist als viel Schnee


(Quelle: WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF http://www.slf.ch)

Die Schneedecke besteht aus verschiedenen, übereinander abgelagerten Schneeschichten, deren Anzahl im Verlaufe des Winters zunimmt. Eine neue Schicht entsteht z.B.

    * Mit jedem Neuschneefall.
    * Mit Schnee der auch ausserhalb von Niederschlagsperioden verfrachtet wird und Triebschneeansammlungen bildet. Durch Schneeverfrachtung können auch Schichten abgetragen werden und dann an einem Ort in der Schneedecke fehlen.
    * Durch die Bildung von zum Beispiel Oberflächenreif an der Schneeoberfläche.

Diese Schichten sind einerseits ein Gedächtnis, das es erlaubt z.B. Niederschlagsperioden oder Verfrachtungsperioden im Nachhinein zu unterschieden und zu datieren. Die Schichten bleiben aber nicht unverändert, sondern sie wandeln sich mit der Zeit um. Diese Umwandlung ist wesentlich durch die Schneetemperatur und vor allem Temperaturunterschiede innerhalb der Schneedecke gesteuert. Die intensivste Umwandlung findet allerdings in den obersten ca. 30 cm der Schneedecke statt.

 

Abb 1: Schneeprofil in einem Nordhang. Höhe 2520m, Hangneigung 36°, Parsenngebiet, Auslösung beim Betreten des Hanges (rote Linie) aber kein Abgleiten wegen Abstützung am Hangfuss. Das 30 cm mächtige Schneedeckenfundament unterhalb der roten Linie besteht weitgehend aus Schwimmschnee. Darüber befindet sich der lockere aber gebundene neuere Schnee sowie eine ganz feine Kruste. Dieses Profil ist typisch für den gegenwärtigen Schneedeckenaufbau in den meisten Regionen der Schweizer Alpen (vgl. Schneedeckenstabilitätskarte). Im Profil fehlt allerdings noch der Neuschnee der laufenden Woche(Foto: SLF/Th. Stucki, 24.12.04).

Für die Entwicklung des Schneedeckenfundamentes, d.h. des untersten Teiles der Schneedecke, sind die Schnee- und Wetterbedingungen zu Beginn des Winters entscheidend.

In diesem Winter schneite es im November in allen Regionen ein. Abgesehen vom Alpensüdhang war die Schneedecke aber in allen Höhenlagen geringmächtig (in der Regel deutlich unter 50 cm) und vor allem in der ersten Dezemberhälfte war es bei sonnigem Wetter kalt. Entscheidend ist dabei nicht in erster Linie die Luft-, sondern die Schneeoberflächentemperatur, die bei wolkenlosen Verhältnissen deutlich kälter als die Lufttemperatur sein kann. Sie lag vor allem in Schattenlagen in der Regel zwischen minus 10 und minus 20 Grad.

Am Boden ist die Temperatur in der Regel Null Grad oder leicht darunter. Für diese grosse Temperaturdifferenz zwischen Boden und Schneeoberfläche ist die Schneedecke die "Übergangszone". Dermassen grosse Temperaturdifferenzen von 10 bis 20 Grad auf weniger als einen halben Meter Schneehöhe lösen in der Schneedecke aufbauende Umwandlung aus. In Abbildung 2 ist der Temperaturverlauf für zwei Schneehöhen vereinfacht dargestellt.

 

Abb. 2: Schema zur Erläuterung des Temperaturgradienten. Rote Linie: Temperaturverlauf in der Schneedecke bei ca. 35 cm Schneehöhe und einer Schneeoberflächentemperatur von minus 15 °C. Es ergibt sich ein Temperaturgradient von 45 °C/m (das Minus steht dafür, dass die Temperatur gegen oben abnimmt). Schwarz punktierte Linie: Temperatruverlauf in der Schneedecke bei 1 m Schneehöhe und einer Schneeoberflächentemperatur von minus 15 °C. Es ergibt sich ein Temperaturgradient von 15 °C/m. Dies ist etwa die untere Grenze für die aufbauende Umwandlung.

Um vergleichbare Werte zu erhalten, wird die Temperaturänderung pro Meter Schneedecke berechnet - der sogenannte Temperaturgradient. Für ein typisches Beispiel der diesjährigen Frühwintersituation mit einer Schneehöhe von 35 cm und einer Scheeoberflächentemperatur von minus 15 °C erhält man einen Temperaturgradienten von ca. 45 °C/m (vgl. Abbildung 2). Würde die Schneehöhe bei sonst gleichen Bedingungen 1 m betragen, ergäbe sich ein Temperaturgardient von 15 °C/m. Dies ist in etwa die untere Grenze, bei der die aufbauende Umwandlung beginnt. Je höher der Temperaturgradient, desto intensiver die aufbauende Umwandlung. Dieses Beispiel zeigt auch, dass mit grösseren Schneehöhen (oder höheren Schneeoberflächentemperaturen) weniger aufbauende Umwandlung abläuft und damit der Schneedeckenaufbau günstiger ist. Grosse Schneemengen anfangs Winter führen eher zu einem festen, kleine Schneemengen zu einem lockeren Schneedeckenfundament.

Bei der aufbauenden Umwandlung verlagert sich Wasserdampf innerhalb der Schneedecke von unten (warm) nach oben (kalt). Bei der intensiven aufbauenden Umwandlung dieses Frühwinters verändert sich die Struktur des Schnees gravierend und es entsteht grobkörniger Schwimmschnee (Tiefenreif). Der Zusammenhalt zwischen den einzelnen grossen Körnern ist schlecht und die ganze Schicht fühlt sich an wie Salz, Zucker oder Sand - mit dem Unterschied, dass die einzelnen Kristalle mehrere Millimeter gross sein können. Nimmt man diesen Schnee in die Hand, rieselt er zwischen den Fingern hindurch.

 

Abb. 3: Becherkristalle (gleichbedeutend: Schwimmschnee, Tiefenreif), wie sie zur Zeit im Schneedeckenfundament vorhanden sind, auf einem Millimeterraster (Foto: SLF).
 

Abb. 4: Der Schwimmschnee aus dem Schneedeckenfundament rieselt wie Sand zwischen den Fingern hindurch. Standort wie in Abb. 1 (Foto: SLF/C. Pielmeier).

Wird Neuschnee auf diesem Schwimmschnee abgelagert, kann der körnige Altschnee diesen nicht tragen und die Bedingungen für die Bildung von Schneebrettlawinen sind gegeben. Oder in anderen Worten: "Die Schneedecke ist auf Sand gebaut."

 

Abb 5: Einfacher Säulentest. Beim Einführen der Schaufel rutscht der Block im obersten Teil des Schwimmschnees ab. Standort wie in Abb. 1 (Fotos: SLF/C. Pielmeier).

Mit zunehmender Überlagerung mit Neuschnee oder Triebschnee verlangsamt sich die aufbauende Umwandlung oder stoppt sogar, weil der Temperaturgradient aufgrund der grösseren Schneehöhe kleiner wird - vorausgesetzt, dass die Überlast durch den Neuschnee nicht zu gross wird und sich dadurch keine Lawine bildet. Bei tiefen Schneetemperaturen, wie dies im Dezember und besonders ausgeprägt an Schattenlagen typisch ist, bleiben die grossen Schwimmschneekristalle unverändert und die Situation verändert sich kaum. Eine, wenn auch nur leichte Verfestigung, tritt nur langsam ein.
 

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