Versuchsfeld Weissfluhjoch ¶
Das Versuchsfeld unterhalb des ehemaligen Institutsgebäudes ist unsere älteste Versuchsfläche mit kontinuierlichen Messreihen seit den 1930er Jahren. Sie ist mit zahlreichen Messinstrumenten ausgerüstet.
Im Herbst 1936 hat die „Expertenkommission für Schnee- und Lawinenforschung in der Schweiz“ das erste Schneelabor auf dem Weissfluhjoch eingerichtet. Das dazugehörige Versuchsfeld liegt in einer Verflachung des Dorftälis 150 m unterhalb des Weissfluhjochs auf 2536 m ü. M. Die gute Zugänglichkeit und die zahlreichen Lawinenhänge in der Umgebung haben dazu beigetragen, dass auf diesem Messfeld im Laufe der Jahre unzählige massgebende Experimente und Studien zur Schneemechanik, Schneemetamorphose, Schneecharakterisierung und Messmethodik durchgeführt werden konnten und können. Ausserdem werden Prototypen von Instrumenten und Fernerkundungsprodukte getestet und verwendet.
Seit Beginn des SLF werden im Versuchsfeld Weissfluhjoch tägliche Wetter- und Schneemessungen durchgeführt. Es ist weltweit der einzige Ort in dieser Höhenlage, für den eine solche über 80jährige, kontinuierliche Messreihe besteht.
Aus diesen langjährigen Messungen wissen wir z.B. dass…:
- das mittlere Einschneidatum am 18. Oktober (Extrema: 6. September 1984 / 25. November 1983) ist.
- das mittlere Ausaperungsdatum am 8. Juli (Extrema: 3. Juni 1947 / 16. August 1980) ist.
- die jährliche Niederschlagsmenge rund 1200 mm beträgt, wovon 75 % als Schnee fallen.
- die grösste je gemessene Schneehöhe 366 cm betrug (9. März 1945).
- die Schneehöhe am 1. Januar zwischen 38 cm (1949) und 222 cm (1975) schwankt.
- an 34 % aller Tage mindestens eine Lawine (inkl. gesprengter) in der Umgebung des Weissfluhjochs (100 km2) beobachtet werden kann und 46 % lawinenfrei sind. An 20 % der Tage verunmöglicht die schlechte Sicht eine Beobachtung (Auszählung der 15 Wintern 1988 bis 2002).
Die Einrichtungen im Versuchsfeld werden laufend ergänzt und erweitert. Wir betreiben und nutzen die unten aufgeführten Sensoren und Versuchsaufbauten zum grossen Teil selber. Einige Systeme stammen jedoch von Partner-Institutionen und der Industrie. Sie nutzen das Versuchsfeld Weissfluhjoch als Standort für Eichungen, Tests und Versuchsaufbauten. Dabei ergibt sich jeweils ein guter Vergleich zu den etablierten Messmethoden und Sensoren.
Verschiedene Messsysteme ¶
Führten die Wissenschaftler die Messungen auf dem Versuchsfeld ursprünglich fast alle von Hand durch, werden heute möglichst viele Parameter automatisch erhoben. Dabei kommen verschiedene Systeme zum Einsatz:
Operative Systeme
Die manuellen und automatischen Messungen sind wichtige Stützen für die operationelle Lawinenwarnung. Sie dienen ausserdem als Grundlage für die Schneehydrologie. Auch die Gebirgsklimatologie kann so auf wertvolle, langjährige Beobachtungsreihen zurückgreifen.
Manuelle Messungen
Seit 80 Jahren messen wir auf dem Versuchsfeld unter anderem täglich Neuschneemenge, Schneehöhe und Schneedichte. Das Versuchsfeld Weissfluhjoch ist eine Station im landesweiten konventionellen Messnetz der Schweizer Lawinenwarnung. Zweimal im Monat wird hier auch ein vollständiges Schneeprofil aufgenommen. Dabei erheben wir ein Rammprofil, messen die Schneetemperaturen und den Gesamtwasserwert und klassifizieren die Schneeschichten.
Automatische Schneemessstation (IMIS)
Die automatische Messstation im Zentrum des Versuchsfeldes ist ein Teil des Interkantonalen Mess- und Informationssystem (IMIS) für die Lawinenwarnung. Wie andere „Schnee-Stationen“, die im ganzen schweizerischen Alpenraum zu finden sind, erfasst sie neben Lufttemperatur, Luftfeuchte, Wind, reflektierte Strahlung und Niederschlag auch spezifische Parameter der Schneedecke, wie die Gesamtschneehöhe, die Schneeoberflächentemperatur oder die Schneetemperatur auf verschiedenen Tiefen in der Schneedecke. Mit Hilfe dieser Parameter kann auch das am SLF entwickelte Schneedeckenmodell "SNOWPACK" getestet und verbessert werden. Da die Station quasi die „Heimstation“ des SLF ist, verwenden wir sie auch als Test-Station für die Weiterentwicklung und Erneuerung des automatischen Messnetzes.
Niederschlagsmessungen MeteoSchweiz
MeteoSchweiz misst den Niederschlag im Versuchsfeld seit 2015 in einer Auflösung von 10 Minuten mit einem auf fester Höhe montierten Niederschlagssensor (Öffnung 3 m über Boden). Dieser ersetzt den MeteoSchweiz-Niederschlagssensor nach Joss-Tognini (der seit 1974 im Einsatz war), welcher im Gegensatz zu den meisten anderen SwissMetNet-Stationen alle 14 Tage manuell der Schneehöhe angepasst wurde, so dass der Niederschlag immer 1.5 bis 2 m über der Schneeoberfläche gemessen wurde.
Experimentelle Systeme
Zusätzlich zu den operativen Systemen betreiben wir im Versuchsfeld verschiedene Messsysteme und Sensoren zu Testzwecken und als Prototypen. Beispiele hierfür sind:
Referenz-Niederschlagsmesser Double Fence Intercomparison Reference (DFIR)
Der DFIR-Niederschlagsmesser ist Bestandteil eines Projekts der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) für Messungen von festen Niederschlägen (SPICE: Solid Precipitation Intercomparison Experiment). Er wird von MeteoSchweiz betrieben und misst rund um die Uhr und zeitlich hoch aufgelöst, wann wie viel Niederschlag fällt. Ein doppelter Zaun um den Referenzniederschlagsmesser (DFIR - Double Fence Intercomparison Reference) bricht das Windfeld und sorgt dafür, dass der fallende Niederschlag weniger vom Wind verblasen wird. Insbesondere Schnee kann so besser gesammelt werden. Im Rahmen von SPICE betreibt die WMO weltweit insgesamt 15 dieser Niederschlagsstationen z.B. in USA, Australien, Chile, Kanada, Polen oder Finnland. Ziel dieses internationalen Projektes ist, die Messmethoden für festen Niederschlag zu verbessern. Das Versuchsfeld am Weissfluhjoch ist ein besonders geeigneter Standort für diese Messungen, da hier 80-jährige Vergleichsdaten vorliegen. Es wird als Referenzmessfeld für alpine Bedingungen im Projekt dienen. Das SLF stellt neben seiner langjährigen Messerfahrung ausserdem die Infrastruktur des Versuchsfeldes zur Verfügung. Im Gegenzug können wir die Messdaten für eigene Forschungsarbeiten nutzen.
Present Weather Sensors
Ein produktives Laser-Disdrometer klassifiziert die Niederschlagsart (Schnee, Hagel, Graupel, Regen, etc.) und liefert auch eine Information zu der Niederschlagsintensität.
Snowpillow
Ein 3 x 3 Meter grosses, mit Wasser-Glykol-Mix gefülltes Kissen misst über ein Piezo-Element den hydrostatischen Druck, den die darüber liegende Schneedecke auf das Kissen ausübt. Dieser Wert entspricht dem Wasserwert des Schnees. Die grosse Abmessung des Kissens minimiert den Einfluss von Brückenbildungen im Schnee.
Snow Scale (SWR)
Die Snow Scale ist quasi eine Brückenwaage für Schnee. Sie misst, wie auch das Snowpillow, den Wasserwert des Schnees. Hier erfassen mehrere elektronische Sensoren direkt die Gewichtskraft der Schneedecke. Die Sensoren sind unter der mittleren von sieben Aluminiumplatten installiert, die eine Fläche von 2.4 mal 2.8 m abdecken.
