Ein interdisziplinäres Forschungsteam der Universität Konstanz beschäftigt sich derzeit intensiv mit der Untersuchung von Lawinen und deren physikalischen Eigenschaften. Unter der Leitung von Matthias Fuchs, Florian Vogel und Philipp Baumgärtel zielt die Studie darauf ab, zu klären, wann ungeordnete Festkörper wie Schnee ihre Stabilität verlieren und wie der Übergang zum „Rutschen“ exakt erfolgt. Diese Erkenntnisse könnten nicht nur für die Lawinenforschung von Bedeutung sein, sondern auch für die Entwicklung von Materialien mit verbesserten Eigenschaften, wie in granularen Systemen und Schäumen, was von großer Relevanz ist, wie Uni Konstanz berichtet.

Die Forscher verwenden fortschrittliche „Euclidean random matrix“ (ERM) Modelle zur Analyse des Stabilitätsverlusts von Schneemengen unter kontrollierten Bedingungen. In diesen Experimenten werden Vibrationen erzeugt, ohne dass die Schwerkraft einen Einfluss hat. Es zeigt sich, dass der Stabilitätsverlust bei niedriger Frequenz auftritt, wenn die Schallgeschwindigkeit verschwindet und die Teilchen nicht mehr elastisch zurückkehren können. Diese Erkenntnisse sind unabhängig von Temperaturveränderungen und lassen sich auch unter extrem niedrigen Temperaturen beobachten.

Risiken und Gefahren von Lawinen

Lawinen sind Naturphänomene, die in verschiedenen Arten auftreten und je nach Wetterbedingungen, Schneedecke und Hangneigung erheblich variieren. Laut Mein Lernen lassen sich die wichtigsten Lawinenarten wie folgt klassifizieren:

• Schneebrettlawine: Entsteht durch Abrutschen einer Schneeschicht auf einer Schwachschicht, oft durch Wintersportler ausgelöst. Geschwindigkeit bis zu 150 km/h und verantwortlich für über 90 % der Lawinenunfälle.
• Lockerschneelawine: Punktförmige Auslösung, die sich fächerförmig ausbreitet, Geschwindigkeit bis zu 100 km/h, jedoch weniger gefährlich für Wintersportler.
• Gleitschneelawine: Gesamte Schneedecke rutscht auf glattem Untergrund ab, was große Schäden anrichten kann, vor allem im Frühling.
• Staublawine: Entsteht aus großen Schneebrettlawinen und erreicht Geschwindigkeiten bis zu 300 km/h, extrem zerstörerisch.
• Nassschneelawine: Durchfeuchtung der Schneedecke durch Regen oder Erwärmung, mit Geschwindigkeiten von 30 bis 60 km/h und geringen Überlebenschancen.

Zusammenhang zwischen Schnee und Naturgefahren

Die Forschungsergebnisse der Universität Konstanz stehen im Zusammenhang mit dem übergeordneten Ziel, das Verständnis von alpinen Naturgefahren zu verbessern. Laut Schweizerischen Institut für Schnee- und Lawinenforschung werden physikalische Eigenschaften von Schnee und die Wechselwirkungen mit Boden und Atmosphäre untersucht, um die Entstehung von Gefahren wie Lawinen und Hochwasser besser zu verstehen.

Diese Forschung ist entscheidend, um die Wechselwirkungen zwischen der Kryosphäre und Klimaveränderungen zu analysieren. Dabei fließen regelmäßige schneehydrologische Analysen in die Prävention und Vorhersage von Hochwassersituationen ein, besonders während der Schneeschmelze.

Für die Zukunft sind weitere Experimente auf der Internationalen Raumstation (ISS) geplant, die unter Schwerelosigkeitsbedingungen durchgeführt werden sollen. Dieses Projekt, GraSCha, soll tiefere Einblicke in die Stabilität von Schneestrukturen ermöglichen und wird für den Herbst 2025 erwartet.