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Während die grundlegenden Materialgesetze für Stahl und Beton bereits vor über einem Jahrhundert etabliert wurden, geben Schwachschichten im Schnee bis heute Rätsel auf – über ihr Versagen kursieren zwei Theorien. Die neuste SLF-Studie zeigt nun eine klare Tendenz.
• Grundlagenwissen zu Schwachschichten: Aktuelle Tests zeigen, wie gross Druck- und Scherkräfte sein müssen, damit in einer Schwachschicht ein Bruch entsteht.
• Analyse im Labor: Die Tests verfeinern das Materialgesetz – die Basis aller physikalischen Berechnungen – von Schwachschichten und können die Lawinenprognose verbessern.
Als Kartenhaus werden sie beschrieben, das durch zu viel Belastung in sich zusammenbricht: die Schwachschichten, die zu Schneebrettlawinen führen können. Bisher war nur unzureichend geklärt, welche Kräfte sie brechen lassen. Neue Erkenntnisse von SLF-Forschenden bieten nun aktuelle experimentelle Grundlagen für die Basis von Lawinenmodellen. Dafür haben die Forschenden die Schwerkraft, wie sie auf die Schneedecke am Hang wirkt, im Labor nachgestellt: Zum einen die Normalkraft, die senkrecht auf den Hang wirkt. Zum anderen die Scherkraft, die parallel zum Hang wirkt und mit zunehmender Hangneigung zunimmt.
In der Lawinenforschung treffen dazu seit den 1970er-Jahren zwei Meinungen aufeinander, 20 Studien wurden schon dazu publiziert. Eine Theorie besagt, dass bei zunehmender senkrechter Kraft auch die erforderliche Kraft parallel zum Hang zunimmt. Die andere besagt, dass es bei mehr Druck von oben schon bei geringerer Scherbelastung zum Bruch kommt. Für diese Theorie sprechen nun auch Jakob Schöttners Ergebnisse. Der Schneemechanik-Doktorand am WSL-Institut für Schnee und Lawinenforschung SLF erklärt: «Druck macht die Schneedecke nicht stabiler, sondern beide Kräfte gemeinsam führen zum Versagen der Schwachschicht.»
Schnee unter Druck gesetzt
Um herauszufinden, wie diese Anteile von Druck- und Scherkräften zusammenwirken, hat Jakob Schöttner im Kältelabor 63 Proben von drei natürlichen Schwachschichten aus eingeschneitem Oberflächenreif unter kombinierter Druck- und Scherbelastung untersucht. Dabei hat er mit einer Hochgeschwindigkeitskamera festgehalten, wann die Schichten brechen. Seine Erkenntnisse verfeinern das Materialgesetz – die Basis aller physikalischen Berechnungen – von Schwachschichten. Dieses Gesetz kann für Modellberechnungen verwendet werden, die wiederum die Lawinenprognose einen Schritt weiterbringen können.
Jakob Schöttner
Doktorand
Lawinen und Prävention
Lawinenbildung und Lawinendynamik
jakob.schoettner(at)slf.ch
+41 81 4170 372
SLF Davos
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2025GL120870
Schwachschichten im Schnee geben bis heute Rätsel auf – und werden etwa von SLF-Doktorand Jakob Schö ...
Quelle: Delia Landolt / SLF
Copyright: Delia Landolt / SLF
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wissenschaftler
Physik / Astronomie
überregional
Forschungsergebnisse, Forschungsprojekte
Deutsch
Schwachschichten im Schnee geben bis heute Rätsel auf – und werden etwa von SLF-Doktorand Jakob Schö ...
Quelle: Delia Landolt / SLF
Copyright: Delia Landolt / SLF
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