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Johan Gaume ist Leiter der neuen Forschungsgruppe Alpine Massenbewegungen am WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF in Davos. Bei einem Spaziergang um den Davosersee spricht er über seine wissenschaftliche Arbeit, besonders spannende Momente und über seine Pläne für seine Gruppe.
Das SLF stellt in loser Folge die Forschungsgruppen des 2021 gegründeten Forschungszentrums CERC (Climate Change, Extremes and Natural Hazards in Alpine Regions Research Centre) vor. Das CERC ist vom Kanton Graubünden und der Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL getragen und wird von der ETH Zürich unterstützt. Es ist Teil des SLF in Davos.
Johan, Du modellierst alpine Massenbewegungen, aber wie?
Wir verwenden einen eher unkonventionellen Ansatz. Die meisten Ansätze für Massenbewegungen arbeiten in 2D. Diese Methoden, die vor etwa 40 Jahren eingeführt wurden, sind schnell, haben aber auch ihre Grenzen. In unserer Gruppe entwickeln und verwenden wir 3D-Modelle für die meisten von ihnen, die auf der Materialpunktmethode (MPM) basieren, einer hybriden numerischen Technik, die hauptsächlich in der Geomechanik und der Grafik verwendet wird. Nach meiner Promotion war ich überzeugt, dass diese Methode für die Lawinenforschung bahnbrechend sein könnte.
Aber Du hattest Probleme mit der Finanzierung.
Ja, ich habe viele Anträge eingereicht, die alle abgelehnt wurden. Aber ich war wirklich stur (lacht) und beschloss, in die USA zu gehen, um mit MPM-Experten zusammenzuarbeiten. Die Arbeit, die wir geleistet haben, hat bewiesen, dass der Ansatz vielversprechend ist, und dann kam auch die Finanzierung! Jetzt erweitern wir dieses Modell auf andere Materialien und entwickeln die nächste Generation von Modellen für Massenbewegungen. Unser Code ist gut geeignet, um beispielsweise die Wechselwirkungen von Massenbewegungen mit Hindernissen zu simulieren. So könnte er in Zukunft verwendet werden, um den Druck auf Galerien zu bewerten oder um Dämme, Schutzmaßnahmen für Murgänge, Fels-, Eis- und Schneelawinen zu entwerfen.
Was war Dein erstaunlichstes wissenschaftliches Ergebnis?
Das jüngste betraf die Rissausbreitung bei der Auslösung von Schneebrettlawinen. Nachdem wir Simulationen in einem größeren Maßstab als üblich durchgeführt hatten, waren wir überrascht: Die Bruchgeschwindigkeit in der schwachen Schicht war viel größer als alle bisher durchgeführten Messungen. Wir dachten, wir hätten ein Problem mit unserem Code! Aber das war nicht der Fall, und wir haben schließlich herausgefunden, was los war. Das Schöne daran ist, dass dieses Ergebnis widersprüchliche Theorien mit wichtigen praktischen Auswirkungen vereinte. Ich liebe diese ungewollten "Wooaa"-Momente, wenn man nach monatelangem Kampf einen Geistesblitz hat und es endlich kapiert! Das ist einer der Gründe, warum ich diesen Job mache und immer weiter mache!
Wir haben viel über das Modellieren gesprochen, hast Du auch vor, Experimente durchzuführen?
Ja, wir werden auch Experimente durchführen. Zum Beispiel werden wir bald einen großen 3D-Drucker anschaffen, um Experimente mit granularem Fluss über komplexem 3D-gedrucktem Terrain durchzuführen. Dadurch können wir unser Verständnis von Granulatströmungen und ihrer Wechselwirkung mit verschiedenen topografischen Merkmalen verbessern und auch Daten zur Modellvalidierung sammeln!
Erhältst Du auch externe Finanzierung?
Bis jetzt wurde der Großteil meiner Forschung von der Schweizer Regierung und dem Schweizerischen Nationalfonds finanziert. Deshalb möchte ich ihnen noch einmal dafür danken, dass sie meine Ideen unterstützt haben, vor allem die verrückten, die andere Stellen nicht finanzieren wollten und die zu einigen meiner besten Forschungsergebnisse geführt haben!
Bleibt Dir in Deinem neuen Job als Professor und Gruppenleiter genug Zeit für die Forschung?
Ich werde viel mit Management und Verwaltung zu tun haben, aber wir werden bald administrative Unterstützung bekommen. Dann kann ich mich mehr auf die wissenschaftlichen Inhalte, die Betreuung und die Lehre konzentrieren, und hoffentlich finde ich noch etwas Zeit, um zu programmieren und Arbeiten zu schreiben!
Deine Gruppe wird also wachsen?
Wir stellen derzeit neue Mitarbeiter ein und sollten in diesem Sommer etwa 10 Personen haben. Außerdem werde ich dieses Jahr einen großen Antrag einreichen. Wenn er angenommen wird, werden wir ein paar weitere Wissenschaftler einstellen. Außerdem werden wir ein Spin-off-Unternehmen gründen, das in der Beratung und Entwicklung von Software und Dienstleistungen für Praktiker tätig sein wird ... es liegen arbeitsreiche Zeiten vor uns!