Klima, Schnee und Lawinen

Hat sich grundsätzlich die Lawinenaktivität in den letzten Jahren aufgrund einer Klimaänderung verändert?

Warum sind trotz laufend intensivierten Schutzmassnahmen seit 1951 immer wieder Perioden starker Schadenlawinentätigkeit aufgetreten ( wie 1968, 1975 und 1984 )?

1 Schneebeli, M., Laternser, M., Föhn, P., Ammann, W.: Wechselwirkungen zwischen Klima, Lawinen und technischen Massnahmen. Schlussbericht NFP31, vdf-Hochschulverlag, Zürich 1998. ISBN 3 7281 2604 7, 132 S., Format 16x23 cm, broschiert, ca. Fr. 5O./ DM 34.80/öS 365.

Klima, Schnee und Lawinen

Neue Erkenntnisse aufgrund der Auswertung langjähriger Datenreihen Welches sind die Wechselwirkungen zwischen Klima, Lawinen und technischen Schutzmassnahmen? Mit dieser Frage befasste sich ein Projekt, das im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms 311 durchgeführt wurde. Die Antworten widerlegen teilweise bisherige Annahmen.

Im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms 31 « Klimaänderungen und Naturkatastrophen » Jolital ( VS ). 2.2.1978, 18.25 Uhr: Lawine auf die Lötsch-berg-Südrampe ( BLS ), Zug fährt auf Lawinenkegel und entgleist, 12 Verletzte

Foto. Archiv SU - Treten infolge einer Klimaänderung « neuartige » Schadenlawinen auf?

Datenmaterial Damit diese Fragen beantwortet werden können, braucht es langjährige Reihen von täglichen Wetter-, Schnee- und Lawinendaten. Gesucht waren rund 100jährige Wetter- und Schneedatenreihen von Gebirgsstationen oberhalb von 1500 m ü. M. Doch nur Davos, Bever und Andermatt erfüllten einigermassen diese Bedingungen. Das grosse Problem sind die täglichen Neuschnee- und Schneehöhendaten, die bei vielen Gebirgsstationen erst seit etwa 1950 erfasst werden. Hingegen sind die täglichen Grosswetterlagen Europas nach Paul Hess und Helmuth Bre-zowski von 1881 bis 1992 vorhanden.

Seit 1947 werden am SLF Schaden-meldungen von Lawinen systematisch gesammelt und archiviert. Vor dieser Zeit sind Angaben über Lawinenniedergänge nur verstreut aufzu- finden und betreffen einzelne Regionen oder Ereignisse. Angaben über Grossereignisse sind bis ins 15. Jahrhundert zurück vorhanden. Grundsätzlich werden nur Schadenlawinen gemeldet, also Lawinen, die Perso-nen- oder Sachschäden verursachten oder Folgekosten nach sich zogen. Dazu gehören insbesondere beschädigte oder zerstörte Gebäude, verschüttete Verkehrsachsen und Waldschäden. Die neu erstellte SLF-Scha-denlawinendatenbank enthält detaillierte Angaben zu über 7000 Schadenlawinen aus dem Zeitraum 1947 bis 1993, verteilt über das gesamte schweizerische Alpengebiet. Sie wird sowohl mit Ereignissen zukünftiger Winter wie auch solchen vor 1947 ständig erweitert.

Winterklima und Lawinen Hauptverantwortlich für die Bildung von Lawinen sind bestimmte Wetterelemente wie Temperatur, Niederschlag ( Neuschnee ), Wind und Strahlung. Für grosse, spontan abgehende und bis in die Täler vordringende Lawinen spielt der sich über die ganze Wintersaison hinziehende und laufend in Umwandlung begriffene Schneedeckenaufbau eine untergeordnete Rolle; entscheidend für Grosslawinen sind die Temperatur-, Wind- und Niederschlagsverhältnisse wenige Tage bis Stunden vor dem Niedergang. Intensive und langanhaltende Schneefälle verbunden mit starken Schneeverfrachtungen oder eine rasche, markante Erwärmung mit Regen bis in grosse Höhen sind die Hauptauslöser für spontane Grosslawinen. Solche extremen Wetterverhältnisse sind nur in geringem Masse durch das mittlere Klima bestimmt und können im Winterhalbjahr jederzeit auftreten.

Eine geringfügige Änderung des mittleren Klimas bewirkt grundsätz-

A

Andermatt ( UR ): Aufräumarbeiten im Dorf nach der grossen Lawinenkatastrophe vom 2O. Januar 1951, die 11 Todesopfer forderte lich keine Änderung der Lawinenaktivität. Temperaturänderungen um 1 bis 2 Grad oder Niederschlagsänderungen im Bereich von 10 bis 20 Prozent haben wohl grosse Auswirkungen auf die räumliche und zeitliche Verteilung der Winterschneedecke, extreme, lawinenverursachende Wettersituationen ( nur wenige Tage im Jahr dauernde Einzelereignisse ) können aber nach wie vor auftreten. Ganz im Gegensatz etwa zu den Gletschern reagieren Lawinen weniger auf langfristige Klimaänderungen als vielmehr auf Extremwerte. Auch sind für die Lawinenverhältnisse nur die Wintermonate massgebend ( über 95 Prozent aller registrierten Schadenlawinen der letzten 50 Jahre ereigneten sich in den Monaten Dezember bis April mit deutlichem Schwergewicht im Januar und Februar ).

Eine allfällige Erhöhung der Wintertemperaturen und eine vermutlich damit verbundene kürzere Schneebe-deckungsdauer würde auch den Zeitraum für das Auftreten von Lawinen c « a Wilerlaui ( Gurtnellen/Erst-feld ) vom 27.1.1968, 6.10 Uhr: 1 Wohnhaus zerstört, 7 Personen getötet; 2 Ställe zerstört, S Kühe und 2 Rinder getötet, 1 Betonmast der elektri-sehen Leitung umgeworfen, ca. 440 m3 zerstört Wissenschaft und Bergwelt Mai April g> März ï Feb.

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5r î 1920/21 1940/411960/611980/81 18801900192019401960 Fig. 1:

100 Jahre Schneehöhen in Davos ( 1898 bis 1997 ). Die Farbstufe eines Kästchens entspricht dem Median ( mittlerer Wert ) der Schneehöhe über 10 Tage. Die jährlichen Schwankungen überlagern bei weitem allfällige Trends und Periodizitäten. Auffallend ist die zehnjährige Periode schneearmer Winter von 192 S bis 1934. Die letzten paar Winter waren nicht aussergewöhnlich schneearm.

Fig. 2:

Mittelwerte der Tagesmitteltemperaturen im Früh-, Hoch- und Spätwinter sowie vom gesamten Winterhalbjahr November bis April in Davos von 1881 bis 1996. Die rote Kurve stellt eine Glättung der blauen ( jährlichen ) Werte dar; zudem ist der langjährige Mittelwert angegeben. Man beachte die unterschiedlichen Temperatur-skalen, wobei allerdings immer ein gleich grosses Intervall dargestellt ist. Im Früh- und vor allem im Hochwinter lässt sich ein Trend zu wärmeren Temperaturen erkennen, nicht aber im Spätwinter. Die Temperaturen sind nicht homogenisiert, d.h., kleinere Trends könnten stati-onsbedingt sein ( unterschiedliche Messstandorte und Messtechniken im Laufe der Zeit ).

verkürzen. Das heisst aber nicht zwangsläufig, dass sich weniger Schadenlawinen ereignen, da extreme Wetterverhältnisse jederzeit auftreten können. Eine frühere Durchfeuchtung der Schneedecke aufgrund wärmerer Temperaturen würde früher als bisher zu Nassschnee-grundlawinen führen. Die Anzahl der schadenverursachenden Nassschneelawinen wird sich aber übers ganze Jahr gesehen in etwa gleich bleiben. Es ist somit nicht absehbar, dass in den nächsten Jahrzehnten « neuartige » Schadenlawinen auftreten werden oder sich das Gefahrenpotential erhöht.

Keine eindeutigen Trends Die langjährigen Reihen meteorologischer Winterdaten von Davos ( ab 1898 ), Bever ( ab 1910 ) und Andermatt ( ab 1947 ) zeigen weder statistisch signifikante Trends noch Periodizitäten in ihren täglichen Tempera-tur-, Neuschnee- und Schneehöhen-reihen. Die jährlichen Schwankungen überlagern bei weitem allfällige Trends ( Fig. 1 ). Die permanente Schneedecke der drei untersuchten Stationen begann in den letzten Jahren weder später im Jahr noch war sie weniger mächtig als im langjährigen Vergleich. Auch die Hochwinter-Schneedecke zeigt keine eindeutigen Trends, jedoch kann in Bever seit Mitte der siebziger Jahre eine tendenzi-elle Schneehöhenabnahme im Hochwinter festgestellt werden. Die Spät-winter-Schneedecke zeigt regional ein unterschiedliches Verhalten: Während in Andermatt und Davos im langjährigen Vergleich keine Trends gesehen werden können, weist in Bever die mittlere Schneehöhe im Spätwinter eine leicht abnehmende Tendenz auf. Die Vermutung, dass sich der Winter ( Schneebedeckung und kalte Temperaturen ) zusehends in den Spätwinter verschiebt, konnte ebenfalls nicht bestätigt werden. Es scheint jedoch, dass Früh- und Hochwinter eher wärmer werden, während der Spätwinter keine Tendenz zur Erwärmung zeigt ( Fig. 2, Station Davos ).

Frühwinter ( Nov./Dez. ) 2 » 0 I Q.

Eo 19802000 Hochwinter ( Jan./Feb. ) E1880190019201940196019802000 u Spätwinter ( März/April ) 1880190019201940 2000 Winterhalbjahr ( Nov.. " " .April ) 1880 1920 1980 2000 Gleichbleibende natürliche Lawinenaktivität Aufgrund der Daten lässt sich deshalb sagen: Im Lauf des 2O. Jahrhunderts veränderte sich das Klima nicht derart, dass die Lawinenaktivität messbar beeinflusst wurde. In den nächsten Jahrzehnten wird sich die natürliche Lawinenaktivität voraussichtlich wenig ändern ( Fig. 3 ).

Die mitteleuropäischen Grosswetterlagen sind zum Teil deutlich mit Lawinensituationen gekoppelt. Dabei unterscheiden sich die zentralen und westlichen Landesteile in zwei wesentlichen Punkten von den südlichen und östlichen: Im Osten und Süden tritt der Grossteil aller Schadenlawinen bei nur einer bis zwei typischen Wetterlagen auf ( von insgesamt 29 klassifizierten ), während sich im zentralen und westlichen Alpenraum regelmässig Lawinen bei einer Vielzahl von Wetterlagen ereignen. Dafür ist dort die Wahrscheinlichkeit eines Lawinenereignisses beim Eintritt einer charakteristischen Wetterlage in den Wintermonaten recht

in ^ Kumulative Summe und Zeitpunkt von Ereignissen mit Schneehöhe > 75 cm und 3-Tages-Neuschneesumme > 75 cm 1900 1920 1940 1960 1980 Kumulative Summe und Zeitpunkt der Ereignisse in Davos mit Schneehöhe und 3-Tages-Neuschneesumme grösser als 75 Zentimeter. Bei dieser Situation beträgt die Wahrscheinlichkeit von Schadenlawinen-ereignissen im Durchschnitt der letzten 50 Jahre rund 25 Prozent, das heisst, jeder vierte Tag mit der entsprechenden Wetter-/ Schneedeckenkonstella-tion hat den Abgang von Schadenlawinen zur Folge. Die gerade Linie zeigt die kumulative Entwicklung bei stabilem Trend von 1896 bis 1993. Potentiell la-winenaktive Perioden weisen eine steilere Punkteab-folge auf, lawinenarme Pe- rioden eine flachere. Aus der Abbildung wird ersichtlich, dass sich die Häufigkeit potentiell lawinen-bringender Schnee- und Wettersituationen im Laufe der letzten 100 Jahre grundsätzlich nicht verändert hat.

Waldschaden bei Planpra, Mayens de Conthey ( VS ) hoch ( bis 50 Prozent ), während im östlichen und südlichen Teil der Schweizer Alpen keine Wetterlage mit grosser Wahrscheinlichkeit von Schadenlawinen begleitet wird. Beispiel: Obwohl sich auf der Alpensüdseite der Grossteil aller Schadenlawinen bei der Wetterlage « Trog Westeuropa » ( Südströmung über den Schweizer Alpen ) ereignen, treten im Winter nur jedes 25. Mal bei dieser Wetterlage Lawinen auf. Die Analyse der lawinenrelevanten Wetterlagen von 1881 bis 1992 zeigt keine markanten Veränderungen. Festzustellen ist höchstens eine generelle Häufig-keitszunahme der Wetterlage « Trog Westeuropa » seit den vierziger Jahren. Ob dies zu einer Veränderung der Lawinensituation geführt hat, kann derzeit nicht gesagt werden, da mangels Daten weder die für die Lawinenbildung wichtigen Wettersituationen noch die Schadenlawinenaktivität vor 1947 rekonstruiert werden können.

Lawinenschäden Grössere Schadenlawinenereignisse ( im Sinn einer Häufung vieler einzelner Schadenlawinen ) treten in sehr unregelmässigen Abständen auf, im Durchschnitt der letzten 50 Jahre aber etwa alle 2,5 Jahre. Grosse bis katastrophale Ereignisse kommen bedeutend seltener vor, d.h. etwa alle paar Jahrzehnte oder noch seltener ( « Jahrhundertereignisse » ).

Schadenlawinenereignisse haben immer ein lokal bis regional beschränktes Ausmass. Meistens werden nur einzelne Talschaften oder Regionen gleichzeitig stark betroffen, seltener ganze Grossregionen ( wie z.B. die gesamte Alpennordseite ). Und noch nie wurde während der letzten 600 Jahre der gesamte schweizerische Alpenraum als Ganzes von ein und demselben Lawinengross-ereignis heimgesucht ( Fig.4, S. 28 ).

Sowohl aufgrund der historischen Grossereignisse seit dem 15. Jahrhundert als auch anhand der systematischen Aufzeichnung von Schadenlawinen der letzten 50 Jahre lässt sich kein Trend zu verstärkter oder verminderter Lawinenaktivität erkennen.

Langfristig geringeres Schaden-mass Trotz ständig intensiverer Nutzung des Gebirgsraumes durch Siedlungen und Verkehrswege ( besonders seit etwa 1950 ) sind die Lawinenschäden stets auf ähnlichem Niveau geblieben. Die Erklärung dafür liegt darin, dass in der gleichen Zeitperiode die technischen und planeri-schen Massnahmen ( Verbauungen, Warnung, künstliche Auslösung, Sperrung von Verkehrswegen, Gefahrenzonenplanung ) laufend intensiviert wurden. Mit hoher Wahrscheinlichkeit hätten die Grossereignisse nach etwa 1970 noch viel schwerwiegendere Folgen gehabt - oder einige « lawinenträchtige » Situationen hätten zu Grossereignissen werden können, wenn nicht laufend neue Verbauungen erstellt sowie umfangreiche Sicherungsmassnahmen getroffen worden wären. Während der letzten 50 Jahre waren alle Regionen der Schweizer Alpen zu unterschiedlichen Zeitpunkten von grossen Lawi- Wissenschaft und Bergwelt nenereignissen betroffen. In der Fol-M ge wurden die Anrissgebiete verbaut S oder die Auslauf-und Ablagerungs-3 gebiete in Gefahrenzonenplänen = berücksichtigt. So ist zu vermuten, 5 dass ab Mitte der achtziger Jahre die-„ se Massnahmen die Wahrscheinlich-5 keit eines Auftretens von Lawinenka-—m tastrophen wesentlich reduziert ha-28 ben. In etwa 10 bis 20 Jahren dürften die Auswirkungen dieser Massnahmen in Form verminderter Schadenereignisse auch statistisch sichtbar werden.

Der Einfluss technischer sowie planerischer Massnahmen dominiert im besiedelten Raum deutlich eine allfällige klimabedingte Veränderung der Schadenlawinenaktivität.

Eine Quantifizierung dieser Aussage ist derzeit nicht möglich, da insbesondere ein digitalisierter Verbaukataster sowie systematische Aufzeichnungen über künstliche Lawinenaus-lösungen fehlen.

Zusammenfassung Aufgrund der in diesem Umfang erstmalig durchgeführten statistischen Analysen und Literaturrecher-chen zum Thema Klima, Schneedecke und Lawinen konnten verschiedene neue Zusammenhänge erkannt und bisherige Annahmen verifiziert beziehungsweise berichtigt werden. Während der letzten hundert Jahre konnte keine Änderung der natürlichen Lawinenaktivität beobachtet werden. In den kommenden Jahrzehnten muss nicht mit « neuartigen » Schadenlawinen oder einer grundsätzlichen Veränderung der Situation gerechnet werden, falls keine extremen Klimaänderungen auftreten. Hingegen haben sowohl technische wie auch planerische Massnahmen das infolge der laufend intensiveren Nutzung des schweizerischen Ge-birgsraumes ständig wachsende Schadenpotential massgeblich reduziert. Deshalb erscheint es immer unwahrscheinlicher, dass es in Zukunft erneut zu grossräumigen, katastrophalen Lawinenschäden wie zum Beispiel im Januar und Februar 1951 19.22. Januar 1951 11.15. Februar 1951 26.28. Januar 1968 5.10. April 1975 kommen wird. Die nun vorhandenen, umfangreichen Grundlagen werden in einem Forschungsprojekt zur räumlich und zeitlich verbesserten Prognose grosser Schadenlawinenereignisse weiter verwendet. Zudem wird der Einfluss technischer und planerischer Massnahmen auf die Schadenlawinenaktivität durch einen sich in Arbeit befindlichen Verbaukataster noch detaillierter analysiert werden können.

Martin Laternser und Martin Schneebeli, SLF Davos Regjonale Verteilung der sechs grössten Schaden-lawinensituationen der letzten 50 Jahre in der Schweiz. Jede Schadenlawine ist durch einen Punkt dargestellt ( Quelle: SLF-Schadenlawinendaten-bank ).

11.12. Januar 1954 8.10. Februar 1984 I Wissenschaft und Bergwelt i Scienza e mondo alpino i Science et montagne M. Hoelzle und D. Vonder Müh111, A. Bauder und G. H. Gudmundsson2

Einleitung

Zielsetzungen heutiger Gletscherbeobachtungen

Als vor über 100 Jahren die Gletscherbeobachtung gegründet und national wie international vom Schweizer F. A. Forel koordiniert wurde, stand als Ziel die Erklärung der Gletscherschwankungen an erster Stelle ( Forel 1895 ). Dank der bisherigen Forschungsarbeiten - inklusive der intensiven Gletscherbeobachtungen - konnten die Kenntnisse über die Gletscher stark verbessert werden. Was sind denn die heutigen Ziele der Gletscherbeobachtung? Diese Frage muss vor allem bei langfristigen Beobachtungen immer wieder von neuem gestellt werden. Die Antworten können wie folgt lauten:

Weitere Verbesserung des Prozessverständnisses

- Validierung von Modellen ( z.. " " .B. regionale Klimamodelle )

Analyse der Klimaindikatorfunktion ( Abschätzung über Geschwindigkeiten der Änderung und die entsprechenden Energieflüsse, die natürliche Variabilität oder allfällige Beschleunigungstendenzen )

Abschätzung der direkten und indirekten Auswirkungen von Gletscherveränderungen auf die Umwelt ( z.. " " .B. Gletschergefahren, Meeresspiegelanstieg )

Auswirkungen von Gletscherveränderungen auf den Meeresspiegel

Nach neusten Studien lieferten die Gebirgsgletscher in der Periode 1961 bis 1990 einen Beitrag von 0,25 mm ±0,. " " .10 mm pro Jahr zum globalen Meeresspiegelanstieg ( Dyurgerov und Meier 1997 ). Für Grönland ergaben Schätzungen für den Zeitraum von 1865 bis 1990 einen jährlichen Beitrag zum Anstieg des Meeresspiegels von ca. 0,3 mm pro Jahr ( Zuo und Oerlemans 1997 ). Das heisst also, dass die Gebirgsgletscher und Grönland zusammen

1 M. Hoelzle, D. Vonder Mühll: Glaziologische Kommission der SANW und Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie ( VAW ) der ETH-Zürich 1 A. Bänder, G. H. Gudmundsson: Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie der ETH-Zürich