Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

30.11.2016

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich eine Lawine den Berg hinunterbewegt, weiß man nicht, da man sie bislang nur von außen beobachtet hat“, sagt Christoph Baer. Erkenntnisse aus den Simulationen könnten dazu beitragen, dass bessere Vorrichtungen zum Abwehren von Lawinen entstehen.


Haben gemeinsam einen Sensor gebaut, der die Schneedichte in Lawinen misst: Patrick Kwiatkowski, Henrik Deis und Christoph Baer (von links)

© RUB, Kramer


In seiner Promotion entwickelte Christoph Baer das Messprinzip, das dem Lawinensensor zugrunde liegt.

© RUB, Kramer

Schneedichte messen

Grundsätzlich ist bereits bekannt, dass Lawinen aus mehreren Schichten bestehen, die sich wie Festkörper, Flüssigkeiten oder staubhaltige Gase verhalten. Der neue Sensor erfasst Variationen der Schneedichte in der Staubschicht. Die Dichte hat unter anderem Auswirkungen auf den Aufpralldruck der Lawine, welcher maßgeblich für ihre Zerstörungskraft ist. Nur wenn die Schneedichte bekannt ist, lässt sich das Lawinengeschehen korrekt strömungsmechanisch simulieren.

Mittels Radar erfasst das Bochumer System, wie viele Schneepartikel sich in der Staubschicht befinden. Je mehr Schnee enthalten ist, desto langsamer breitet sich die Radarwelle aus. So können die Forscher Rückschlüsse auf die Schneedichte ziehen und diese in Echtzeit aufzeichnen.

Sensor aus Flugzeugaluminium

Der Sensor besteht aus Flugzeugaluminium, da er während der Messung den enormen Kräften der Lawine standhalten muss. Er ist etwa einen Meter lang, 30 Zentimeter dick und wiegt 70 Kilogramm. Eine Lawine hat einen Aufpralldruck von bis zu sechs Bar. „Das entspricht einem Druck von 3,5 Tonnen – also zwei Autos – auf die Fläche eines DIN-A4-Blattes“, veranschaulicht Baer. „Sie rollt direkt über unseren Sensor. Es ist eine Herausforderung, dass er an dem Testmast hängenbleibt und brauchbare Messergebnisse liefert.“

Die Studenten Patrick Kwiatkowski und Henrik Deis bauten den Sensor im Rahmen ihrer Tätigkeit als wissenschaftliche Hilfskräfte am Lehrstuhl für integrierte Systeme von Prof. Dr. Nils Pohl. Am gleichen Lehrstuhl erforscht Timo Jaeschke das verwendete Millimeterwellen-Radarsystem im Rahmen seiner Promotion. Das zugrunde liegende Prinzip zur radarbasierten Dichtemessung entwickelte Christoph Baer in seiner Doktorarbeit am RUB-Lehrstuhl für Elektronische Schaltungstechnik.

Warten auf die Lawine

Noch im Jahr 2016 rechnet das Team vom Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung mit ersten Schneefällen im abgesperrten Testgebiet Vallée de la Sionne. Sollte dort nicht von selbst eine Lawine abgehen, wird sie am Ende des Winters durch eine kontrollierte Sprengung ausgelöst.

Projektpartner

Projektpartner für die Entwicklung des Sensors waren neben dem Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung in Davos das Institut für Naturgefahren in Innsbruck, die Universität Innsbruck und das österreichische Bundesamt für Wald.

Pressekontakt

Dr. Christoph Baer
Lehrstuhl für Elektronische Schaltungstechnik
Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: 0234 32 27606
E-Mail: christoph.baer@rub.de

Angeklickt

Forschung am Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung
http://www.slf.ch/ueber/organisation/warnung_praevention/projekte/vallee_de_la_s...

Dr. Julia Weiler | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Licht ermöglicht „unmögliches“ n-Dotieren von organischen Halbleitern
23.11.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Leistungsfähigere und sicherere Batterien
23.11.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Proton-Rekord: Magnetisches Moment mit höchster Genauigkeit gemessen

Hochpräzise Messung des g-Faktors elf Mal genauer als bisher – Ergebnisse zeigen große Übereinstimmung zwischen Protonen und Antiprotonen

Das magnetische Moment eines einzelnen Protons ist unvorstellbar klein, aber es kann dennoch gemessen werden. Vor über zehn Jahren wurde für diese Messung der...

Im Focus: New proton record: Researchers measure magnetic moment with greatest possible precision

High-precision measurement of the g-factor eleven times more precise than before / Results indicate a strong similarity between protons and antiprotons

The magnetic moment of an individual proton is inconceivably small, but can still be quantified. The basis for undertaking this measurement was laid over ten...

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungen

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher verwandeln Diamant in Graphit

24.11.2017 | Physik Astronomie

Dinner in the Dark – ein delikates Wechselspiel der Mikroorganismen

24.11.2017 | Biowissenschaften Chemie

Proton-Rekord: Magnetisches Moment mit höchster Genauigkeit gemessen

24.11.2017 | Physik Astronomie