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Lawinenradar Holmbuktura, Norwegen
Ausgangslage
Norwegens Küste ist mit hunderten von Fjorden gesäumt, dessen Berggipfel von Meereshöhe bis über 2000 m reichen. Die steilen Flanken der Fjorde bergen unterschiedliche Naturgefahren, vor allem jedoch Lawinen in der langen Wintersaison. Viele Siedlungen liegen direkt am Meer und sind für Anwohner, Güter und Dienstleistungen lediglich über Küstenstrassen am Fusse der steilen Fjordhänge zu erreichen. Die Bucht Holmbuktura liegt im Norden Norwegens, circa 1 Stunde von Tromsø entfernt. Die einzige Zufahrtsstrasse in die dort gelegenen Dörfer führt am Fusse eines notorischen Lawinenhanges entlang, welche jeden Winter mehrmals wegen akuter Lawinengefahr geschlossen werden muss. Die Norwegische Strassenbauverwaltung, Statens vegvesen, erstellt Beurteilungen zur herrschenden Lawinengefahr und berät die lokalen Behörden bezüglich zu treffender Massnahmen, beispielsweise Strassensperrungen. Wird die einzige Zufahrtsstrasse gesperrt, sind die betroffenen Gemeinden abgeschnitten, was wenn immer möglich vermieden werden sollte. Aber wie kann abgeschätzt werden, ob die Zufahrt sicher ist oder nicht? Keine einfache Aufgabe.
Lösung
Das Lawinenradar bietet eine kosteneffiziente und verlässliche Lösung für die kontinuierliche Beobachtung des Problemhanges sowie der automatischen Detektion von Lawinen in Echtzeit. Gefährdete Strassenabschnitte können zudem ebenfalls automatisch gesperrt werden. Statens vegvesen entschied sich für ein mehrstufiges Projekt mit anfänglichem Testbetrieb und späterer Automatisierung von Strassensperrungen im Falle eines Lawinenniedergangs. Die Anforderungen sind jedoch herausfordernd, bedenkt man die Lage und das Ausmass des Lawinenhangs. In Alpentälern werden Lawinenradare üblicherweise am Gegenhang montiert, was in Anbetracht der Fjordbreite in Holmbuktura nicht möglich war. Die von Geopraevent entwickelten, neuartigen Lawinenradarsysteme erzielen gegenwärtig eine Reichweite von bis zu 4 km und ermöglichen die Abdeckung des gesamten Hanges. Anhand von Simulationen wurde der nördliche Rand der Bucht als bestgeeigneter Standort für das weitreichende Lawinenradar ermittelt. Die Öffnungswinkel von 90° horizontal und 15° vertikal ergeben die maximale Abdeckung des zu beobachtenden Hanges von insgesamt 4 km². Das System verfügt zudem über eine PTZ-Kamera (Pan-Tilt-Zoom = Schwenken-Neigen-Zoomen), welche automatisch Aufnahmen von den Lawinenereignissen unterschiedlichsterer Grössen generiert. Zusätzlich kann die Kamera jederzeit manuell angesteuert werden und rasch einen Überblick der Situation vor Ort verschaffen. Sämtliche Daten und Aufnahmen, sowie die Karte mit Darstellung aller erfassten Lawinen, sind über das online Datenportal jederzeit einsehbar. In den Monaten seit der Installation des Systems im Februar 2017, sind mehr als 20 Lawinen detektiert worden, inklusive kleiner Ereignisse in einer Distanz bis zu 3.3 km vom Radarstandort.
Die Ergebnisse der Testphase haben die Erwartungen von Statens Vegvesen weit übertroffen. Der Geologe Andreas Persson, der für das Projekt bei Statens vegvesen zuständig ist, fasst zusammen: „Anders als in vorherigen Jahren, hatten wir im vergangenen Winter (2017) keine grösseren Lawinenabgänge in Holmbuktura. Trotzdem hat das Lawinenradar viele kleine Ereignisse im Hang korrekt erfasst und eingestuft. Die Reichweite und die Detailtreue des Radars haben uns erstaunt und unsere Erwartungen definitiv übertroffen.“ Nach weiteren Tests und wenn genügend Erfahrungswerte gesammelt sind für Holmbuktura, ist vorgesehen, dem System automatisch gesteuerte Ampeln und/oder Schranken hinzuzufügen. Die Resultate sind vielversprechend – auch für viele weitere Standorte in Norwegen.
Beispiel einer Lawinendetektion
In der Nacht zum 5. Dezember 2017 detektierte das Radar in Holmbuktura (Tromsø, Norwegen) sechs Lawinen, wovon eine die Strasse erreichte und sie unter 1.5 m Schnee begrub. Unser Lawinendetektionssystem erfasste alle Lawinen korrekt, zeichnete ihren Pfad automatisch in die Online-Karte ein und filmte die Ereignisse mit einer PTZ (Pan-Tilt-Zoom) sowie einer Wärmebild-Kamera. Die am weitesten entfernte Lawine löste sich in einer Distanz von 3.5 km. Die grösste Lawine (im Video unten) benötigte ca. 45 s von der Detektion bis zur Strasse. Dank dem vollem Mond ist die Lawine auch an diesem Ort nördlich des Polarkreises um 5:30 morgens auf den Bildern erkennbar. Die Infrarot-Aufnahmen zeigen, dass die Lawine wärmer ist als ihre Umgebung. Dies ist durch zwei Faktoren zu erklären: einerseits erzeigt die Bewegung Reibungswärme und anderseits bringt die Lawine Schnee aus tieferen, wärmeren Schichten an die Oberfläche.
Automatisch schaltende Ampeln sind an diesem Standort noch nicht installiert, da sich diese Anlage noch in der Testphase befindet.