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Grossflächige Gefahrenhinweiskartierung für Lawinen

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Zur Berechnung und Visualisierung potentieller Gefährdung durch Lawinen entwickeln wir ein Verfahren um Lawinenanrissgebiete automatisch auszuscheiden. Mit diesen Anrissgebieten können wir Lawinensimulationen mit RAMMS berechnen. Das Verfahren basiert auf einem digitalen Höhenmodell und kann auch auf Regionen mit nur spärlichen Lawineninformationen übertragen werden.

 

Im alpinen Raum ist es von besonderer Bedeutung zu wissen, welche Gebiete durch Schneelawinen gefährdet sind. In manchen Staaten, wie der Schweiz, existieren Gefahrenkarten basierend auf Katasterinformationen, Klimadaten, Geländeanalysen und numerische Simulationen der Lawinendynamik. All diese Informationen werden schliesslich von erfahrenen Experten zu Gefahrenkarten verarbeitet. Der Prozess der Gefahrenkartierung ist zeitaufwändig und fachlich sehr anspruchsvoll. Darum ist die Gefahrenkartierung nur auf einzelne Lawinenzüge anwendbar, insbesondere solche, die Siedlungsgebiete und wichtige Infrastrukturen gefährden.

Gefahrenhinweiskarten hingegen sind weniger detailliert als Gefahrenkarten, können aber einen räumlich kontinuierlichen Überblick über Naturgefahren auf der Grundlage numerischer Simulationen über große Gebiete geben. Dies ist insbesondere für Regionen mit spärlicher Ereignisdokumentation nützlich, wie es in den meisten alpinen Regionen der Welt der Fall ist. Hochauflöste digitale Höhenmodelle, die mit Hilfe von modernen Fernerkundungsmethoden generiert werden, sind zunehmend auch für alpine Regionen verfügbar. Dies öffnet die Tür für aussagekräftige numerische Lawinensimulationen über grosse Gebiete zum Beispiel ganze Länder.

 

Um dynamische Lawinensimulationen mit modernster Simulationssoftware wie RAMMS durchführen zu können, ist eine genaue Identifizierung der Anrissgebiete und Anrisshöhen erforderlich. Das SLF entwickelte einen Algorithmus um auf Basis von Geländeparametern potentielle Lawinenanrissgebiete zu identifizieren. Der Algorithmus wurde anhand eines Referenzdatensatzes für drei Gebiete in der Region Davos validiert. Die automatische Abschätzung der Anrisshöhen basiert auf gemessen 3-Tages Schneehöhenzuwachssummen von Messstationen. Dieser Ansatz hat sich bereits in der Schweiz für die Gefahrenkartierung bewährt.

 

Hat man die Anrissgebiete identifiziert und die entsprechenden Anrisshöhen berechnet, wird für jedes Anrisspolygon eine Simulation mit bewährten Reibungsparameter aus der Gefahrenkartierung durchgeführt. Das Verfahren kann für verschieden Szenarios, beispielsweise mit 5-30 Jahren (häufig) oder 100-300 Jahren (extrem) Wiederkehrperiode, durchgeführt werden. Dies ermöglicht eine effiziente, automatisierte Durchführung von dynamischen Lawinensimulationen, nicht nur für einzelne Lawinenzüge, sondern auch für grossflächige Anwendungen auf regionaler bis nationaler Ebene. In mehreren Projekten mit Partnern wie dem Kanton Graubünden oder der autonomen Provinz Trentino in Italien, wenden wir unseren Ansatz an, um großflächige Gefahrenhinweiskarten zu erstellen, die beispielsweise die Abschätzung der Schutzfunktion von Wäldern gegen Schneelawinen ermöglichen.

Für das Projekt "Terrain Classification" haben wir mehr als 860'000 typische Skifahrer-Lawinen simuliert und die daraus resultierenden Druck-, Fließhöhen- und Geschwindigkeitswerte in Übersichtskarten zusammengefasst. Die Simulationen werden mit der Geländeklassifizierung zu einem neuen Produkt für die Skitourenplanung kombiniert. Wir setzen dieses automatisierte Verfahren der Gefahrenhinweiskartierung auch in Entwicklungsländern wie Usbekistan und Afghanistan ein, wo es heute noch keine Lawinengefahreninformationen gibt. Dies ist eine große Hilfe bei der Planung neuer Infrastrukturen und der Evaluierung von bereits bestehenden Schutzmaßnahmen von Dörfer und Straßen.

 

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