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Der Totalisator
Von Walter Leemann
Mit 2 Bildern ( 169, 170Horgen ) Schon manchem Alpinisten wird auf einer Bergwanderung das drei-beinige Ungetüm aufgefallen sein, das in der klimatologischen Wissenschaft als Totalisator bezeichnet wird. Es handelt sich um einen Niederschlagsmesser für das Hochgebirge. Das Instrument ist unter Umständen so exponiert aufgestellt, dass es in der Regel nur einmal im Jahr kontrolliert wird, d.h. es sammelt das Total an Niederschlägen eines ganzen Jahres; daher der Name.
Die Kenntnis der Niederschlagsverhältnisse in den Alpen ist für verschiedene Gebiete der Wissenschaft und Technik wichtig. Einmal ist es der Meteorologe, der durch Vergleichung mit den Tiefenstationen zur besseren Erkenntnis der atmosphärischen Vorgänge gelangt und die Ergebnisse im Wetterdienst nutzbringend anwenden kann. Den Klimatologen interessiert in erster Linie die geographische Verteilung der Niederschläge. Um die Speis-kraft der Gletscher, die sog. Akkumulation, und den Grad des Schmelz-vorganges, die Ablation, kennen zu lernen, muss der Glaziologe über die Niederschlagsverhältnisse des Hochgebirges auf dem laufenden sein. Von seinen Resultaten zehrt dann wieder die Technik; jedes alpine Kraftwerk basiert auf dem Wasserhaushalt des betreffenden Gebietes, ohne dessen Kenntnis die technischen Grossbauten nicht möglich wären. Der wissenschaftlichen Erforschung der Niederschläge in den Bergen kann also ein grosser praktischer Wert nicht abgesprochen werden.
Die Niederschlagsbestimmung ist immer ein Sorgenkind der Höhenstationen gewesen. Die gewöhnlichen Regenmesser, einfache zylindrische Gefässe, wie sie im Mittelland gebraucht werden, versagten in grosser Höhen-lage.Vor allem waren es die Sturmwinde, welche die Resultate der Regenmesser verfälschten. Da in grosser Meereshöhe 50 oder mehr Prozent der Niederschläge in Form von Schnee fallen, konnten diese Apparate vielfach nicht alle Niederschläge fassen und zeigten daher zu wenig an. Öfters wurde der Schnee, der sich bereits im Messapparat niedergelassen hatte, durch böige Winde wieder herausgewirbelt. Umgekehrt konnte ein solcher Apparat, je nach seinem Standort, zu viel Niederschläge anzeigen, indem an niederschlagsfreien Tagen Schnee, der schon früher gefallen war, von neuem aufgewirbelt und in das Gefäss getrieben wurde. Alle diese unbefriedigenden Verhältnisse drängten zur Konstruktion besser geeigneter Apparate, den heutigen Totalisatoren, die genauere Resultate ergaben, wenn sie auch nicht vollständig unempfindlich sind gegen Störungen und Fälschungen vor-beschriebener Art.
Zwei Männer, Mougin und Nipher, haben ungefähr zu gleicher Zeit zwei Erfindungen gemacht, die zur heutigen Gestalt des Totalisators führten. Mougin konstruierte das Aufnahmegefäss, einen Zylinder von 50—60 cm Durchmesser, der sich oben stumpf kegelförmig verjüngt und eine Öffnung von etwa 16 cm Durchmesser besitzt. Um das Total eines ganzen Jahres aufnehmen zu können, muss ein verfügbarer Raum von 80—100 Litern vorhanden sein. Nipher erfand einen Trichter, der um die Einfallsöffnung eine etwas ruhigere Zone schafft und so den Regen- und Flockenfall regelmässiger gestaltet. Anfänglich wurde der Trichter direkt am Einlass angeschlossen; er war aber bald vollgeschneit und verstopfte die Öffnung. Heute steht er, etwas gehoben, auf drei Stänglein um die Öffnung herum und lässt den Niederschlägen freien Durchgang. Der ganze Apparat steht auf 2%—3 m hohen Eisenfüssen, die im Fels eingemauert sind; Trichter und Gefäss sind aus Weissblech oder Aluminium hergestellt, d.h. aus hellen Metallen, die nicht viel Strahlungswärme aufnehmen und deshalb nicht durch starke Verdunstung eine Fälschung des Messergebnisses verursachen.
Die Bedienung eines Totalisators ist relativ einfach. Es muss dabei auf zwei Faktoren Rücksicht genommen werden: 1. die bereits aufgenommenen Wassermengen dürfen nicht zur Verdunstung gelangen; 2. bei kaltem Wetter darf sich der Inhalt nicht in Eis umwandeln, sonst könnte der Apparat gesprengt werden. Die Verdunstung wird durch eine Ölschicht verhindert, die auf dem Wasser schwimmt und dieses hermetisch abschliesst. Die zweite Bedingung, Verhinderung des Gefrierens, wird durch Zusatz eines Salzes, meistens Kalziumchlorid, erfüllt, das den Gefrierpunkt stark herabsetzt. Selbstverständlich müssen die Zusätze nach ihrem Gewicht oder nach der Literzahl genau notiert werden, da man sie am Ende des MessungsJahres vom Gesamtergebnis abzählen muss. Nach der Reinigung des Apparates, nach dem Auffüllen mit Öl, Salz und etwas Wasser kann man den Totalisator ruhig sich selbst überlassen. Hin und wieder werden von instruierten Alpinisten oder Bergführern Kontrollen ausgeführt, und allfällige Schäden werden bei der zuständigen Stelle gemeldet.
Nach Ablauf eines Jahres wird der Inhalt der Apparate von geschulten Personen gemessen. Diese Messungen müssen sehr vorsichtig und genau durchgeführt werden, sonst ist der Zweck der Aufgabe illusorisch. Zur Feststellung des Inhaltes verwendet man die gleichen Büchsen, die das Kalziumchlorid enthalten und die mit einer Halbliterteilung versehen sind. Das Ablassen der Flüssigkeit erfolgt durch einen Hahn, der sich am untern Ende des Gefässes befindet. Wenn die Messung erledigt ist, muss das Gefäss von der Schmutzschicht aus Öl und Staub befreit werden. Nach Auffüllung der genannten Zusätze ist der Totalisator für ein weiteres Jahr betriebsbereit.
Die Umrechnung der Literzahl in die Niederschlagshöhe ist recht einfach. Am besten ist die Errechnung anhand eines Beispieles verständlich. Bei einem Durchmesser der Einfallsöffnung von 16 cm beträgt der kreisförmige Querschnitt ziemlich genau 200 cm2, d.h. auf einen Liter entfällt eine Niederschlagshöhe von 5 cm. Werden bei der Kontrolle 50 Liter Flüssigkeit gemessen, und betragen die abzuzählenden Öl- und Salzzusätze vom vorhergehenden Jahr 10 Liter, so bleibt eine reine Niederschlagsmenge von 40 Litern, die einer Niederschlagshöhe von 40 mal 5 cm = 200 cm entspricht.
Die Platzwahl für die Apparate muss sorgfältig durchgeführt werden. Da die Öffnung nur 3 m vom Boden entfernt ist, besteht die Gefahr des Überschneiens, wenn der Totalisator in einer Mulde placiert ist. Anderseits darf der Apparat nicht zu stark windexponiert stehen. Die Bodenverhältnisse erfordern ein genaues Studium; bei aller Sorgfalt bleibt dennoch vieles dem Zufall überlassen, da man die Verhältnisse in manchen Fällen noch gar nicht kennt. Eine Vermehrung der Apparate und viele Beobachtungen werden noch allerlei Mängel aufdecken.
Funktionsstörungen können auch durch allmähliche Verringerung der Salzkonzentration eintreten. Normal behandelte Apparate sind aus diesem Grunde schon mit Eisschichten von 12 cm Dicke angetroffen worden. Eine ungenaue Messung ist dann noch das kleinere Übel, als wenn der Totalisator zersprengt würde. Einzige Vorbeugungsmassnahme ist die Erhöhung der Konzentration durch vermehrten Salzzusatz je nach Meereshöhe und Exposition. Vor dem Verlassen des Apparates hat der Besorger die Mischung tüchtig umzurühren, um sie innig und gleichmässig zu machen. Durch Reifbildung kann eine gewisse Verstopfung des Einfallkreises erfolgen. Der Windschutz durch den Nipherschen Trichter ist auch nur relativ zu bewerten. Bei schrägem Schneefall nimmt die Öffnung zu wenig Niederschlag auf. Eine kleine Verbesserung, die man an den heutigen Apparaten noch anbringen könnte, wäre die Vergrösserung der Lichtweite des Ablasshahnes, der die z.T. dickliche Brühe nur unvollkommen durchlässt.
Zum Abschluss sollen noch einige Resultate folgen. Wie schon bemerkt, geben die Totalisatoren Auskunft über die Rentabilität von Wasserkraft- werken. Des weitern hat sich gezeigt, dass die Niederschläge im Hochgebirge viel bedeutender sind, als früher angenommen wurde. Die alte Niederschlags-karte von Dir. Maurer verzeichnet die grösste Niederschlagshöhe im Säntisgebiet aus dem einfachen Grunde, weil dazumal die Säntiswarte die einzige Regenmeßstation dieser Höhenlage bildete. Mont Blanc, Jungfrau, Mönch, Scopi usw. besitzen nach den vorgenommenen Messungen durch Totalisatoren höhere Niederschlagsmengen als der Säntis. Vor allem sind die Aussenflanken der Gebirge stark befeuchtet, während die inneren Ketten im Regenschatten liegen und deshalb trockener sind. Das schönste Beispiel finden wir im Wallis, wo westlich des Monte Moro mit Totalisatoren über 4 m Regenhöhe gemessen wurde, während kaum 25 km entfernt in Grächen die trockenste Stelle der Schweiz liegt ( 55 cm ). Die Zone der maximalen Niederschläge ist bis heute noch nicht einwandfrei festgestellt; auf alle Fälle liegt sie — das haben die Totalisatoren bewiesen — viel höher, als ursprünglich angenommen wurde.