WSL-Institut für Schnee-und Lawinenforschung SLF

Der Klang und die Farbe des Schnees

SLF-Wissenschafter Sergi González-Herrero forscht für zwei Monate in der Antarktis. Von dort berichtet er regelmässig für die Katalanische Stiftung für Forschung und Innovation (FCRI) auf Catalan, um Jugendliche im Alter zwischen zwölf und sechzehn Jahren für Wissenschaft zu begeistern. Das SLF veröffentlicht seine Beiträge ebenfalls.

Der FLOWCAPT Messsensor an einem Metallgestell auf schneebedecktem Boden mit Kabeln und Windrädern im Hintergrund
Der FLOWCAPT. (Foto: Sergi Gonzàlez-Herrero/SLF)

Dieser Text wurde aus dem Englischen übersetzt.

Hast du schon einmal mitten in den Bergen nach einem Schneefall innegehalten und der Natur gelauscht? Wahrscheinlich ist dir dabei aufgefallen, dass alles ganz leise geworden ist. Das liegt daran, dass frischer Schnee Geräusche sehr gut absorbiert. Dieses Phänomen entsteht durch die Porosität des Schnees. Wenn Schnee alt wird, wird er dichter und verliert diese Eigenschaft. Wir machen uns diesen Effekt zunutze, indem wir das Geräusch des Schnees nutzen, um das Schneetreiben zu untersuchen.

Wie machen wir das? Eines der Instrumente, mit denen wir das Schneetreiben messen, ist der FLOWCAPT, ein Instrument, das einer Neonröhre ähnelt, aber ein Mikrofon enthält. Wenn einzelne Schneeflocken aus dem Schneetreiben auf die Röhre treffen, erzeugt sie in ihr ein Geräusch. Ein internes Programm fängt die Schallwellen auf und wandelt sie in die Menge des transportierten Schnees um. 

Hier seht ihr eines der Experimente, die ich beim Testen des Geräts durchgeführt habe:

Dieses Video zeigt das Funktionsprinzip des FLOWCAPT. (Video: Sergi Gonzàlez-Herrero/SLF)
Schneepartikelzähler mit Metall- und Kunststoffteilen an einer Halterung über schneebedecktem Gelände unter klarem Himmel
Der Schneepartikelzähler (SPC). (Foto: Sergi Gonzàlez-Herrero/SLF)
3D-Modell des Schnees zeigt kleine topografische Veränderungen zur Schätzung der Oberflächenrauheit an drei Tagen im Januar und Februar 2020 mit farbcodierten Höhenangaben und markierten Zielpunkten.
3D-Modell des Schnees. (Quelle: Ruzica Dadic/SLF)

Das zweite Instrument, das wir haben, „sieht“ den Schnee, anstatt ihn zu „hören“. Es heisst Schneepartikelzähler (SPC). Der Sensor ist in Windrichtung ausgerichtet und besteht aus einem Laseremitter sowie einem Empfänger, der Veränderungen in der Lichtintensität erfasst. Wenn ein Schneepartikel den Laserstrahl durchquert, blockiert es einen Teil des Lichts, sodass der Empfänger die Intensitätsreduktion misst und die Partikelgrösse berechnet. Der SPC zählt somit einzelne Schneepartikel, bestimmt ihre Grösse und erfasst, wie viele pro Minute passieren. Wir verwenden beide Instrumente zur Untersuchung von Wolkeneigenschaften.

Eine weitere Aufgabe, der ich an diesem Tag nachgehe, ist das Fotografieren des Schnees. Ihr fragt euch vielleicht, warum, wenn er doch ganz weiss ist? Seid ihr euch da sicher? Der Wind sorgt für kleine Unebenheiten im Schnee und verursacht kleine Schatten, die das Licht reflektieren. Deshalb reflektiert er nicht 100 % des Sonnenlichts. Das ist wichtig, denn Schnee mit weniger Reflexion absorbiert mehr Sonnenwärme. Um zu untersuchen, wie sich die Rauheit des Schnees verändert, fotografiere ich jede Woche den Schnee aus verschiedenen Blickwinkeln und zeichne ein, wo das Foto aufgenommen wurde. 

Mit diesen Fotos und einer Technik namens Photogrammetrie können wir die Oberfläche des Schnees in 3D rekonstruieren. Hier seht ihr ein Beispiel für so eine Rekonstruktion der Schneebeschaffenheit, welche von meinen Kollegen erstellt wurde.

Durch das Fotografieren des Schnees, habe ich angefangen seiner Beschaffenheit mehr und mehr Aufmerksamkeit zu schenken. Mir war nie bewusst, dass man so viele Formen in ihm sehen kann. Heute fotografiere ich sehr gerne das Relief des antarktischen Schnees, nicht mehr nur aus wissenschaftlichen Gründen, sondern mittlerweile, ist es auch zum Hobby geworden. Hier sind einige Beispiele. Vielleicht habe ich eines Tages genug Material für eine Ausstellung über die Formen des Schnees in der Antarktis. Was meint ihr dazu? Glaubt ihr, das könnte ein Erfolg werden?

(Fotos: Sergi Gonzàlez-Herrero/SLF)

Bereits erschienen

  • Teil 1: Wir bereiten die Expedition in die Antarktis vor
  • Teil 2: Eine sehr lange Reise
  • Teil 3: Eine Station mit null Emissionen
  • Teil 4: Lasst uns das Schneetreiben erforschen!
  • Teil 5: Arbeiten in polaren Höhen
  • Teil 6: Wir fahren an die Küste

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