Skale auf Aluminiumprofil: über die Schwierigkeiten der Schneehöhenmessung

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Eine Skale auf Aluminiumprofil – mehr braucht es nicht für die Messung und Anzeige der Schneehöhe. Urlauber und Wanderer erkennen beim Vorbeigehen an der Skale, wie hoch der Schnee liegt. Doch wie gelangen exakte Messdaten über Schneehöhen an eine Zentrale?

Die Skale auf Aluminiumprofil

Sie aufgeklebte Skale auf einem Aluminiumprofil liefert die Messdaten bei Ablesen mit dem Auge auf einen Zentimeter genau. Für den Urlauber genügt das, doch mancherorts werden genauere Daten benötigt, vor allem auch die Veränderung des Messwerts über die Zeit.

Wichtig ist nicht nur die punktuelle Schneehöhe, denn die Schneehöhe an einem bestimmten Ort hängt ab von

  • dem dortigen Sonneneinfall,
  • den lokalen Windverhältnissen,
  • dem Einsatz von Schneepflügen.

Wenn wir nicht die punktuelle Schneehöhe betrachten wollen, sondern den „Schneefall“ in einer Region, dann ist es nötig, eine Reihe von Messpunkten zu beobachten und die Messwerte von einer möglichst großen Zahl von Messpunkten in einen Lagebericht einfließen zu lassen. Spätestens jetzt wird klar, dass eine zentimetergenaue Skale auf Aluminiumprofil der Anforderung nicht mehr entsprechen kann. Die Messwerte müssen möglichst von einem Messfühler ermittelt und automatisch und regelmäßig an eine zentrale Anwendung übermittelt werden. Auch die Genauigkeit muss kleiner als ein Zentimeter sein, um Veränderungen wie etwa durch fallenden Neuschnee schnell registrieren zu können.

Der Vorgänger: der Zollstock des Jahres 1939

Seinen Ursprung hat die Schneehöhenmessung im Jahr 1939. Erstmalig führt der Staudammwächter auf dem Mont Cenis auf 2.000 Meter Höhe mit dem Zollstock eine Schneehöhenmessung durch. Sein Zollstock (die primitive Variante der Skale auf Aluminiumprofil) zeigt am 26.10.1939 eine Schneehöhe von zwei Zentimetern an. Für den 27.10.1939 werden 20 Zentimeter registriert und so fort. Die Untersuchung wurde damals den ganzen Winter über durchgeführt.

Die damalige Methode basierte auf der Datenentnahme an einer windgeschützten Stelle. Schon damals nutzte man den sogenannten Schneemessstab. Dies war ein Messstab von 330cm Länge, der zehn Zentimeter breite abwechselnd gelbe und schwarze Streifen aufweist. Im Verlauf der Jahre wurden allerorten eine Vielzahl von Messstationen eingerichtet. So allein 15 Messstationen in Südtirol. Die manuelle Messung der Schneehöhe hielt über 70 Jahre an. Später führte man automatische Messungen an Wetterstationen ein. Neben der Schneehöhe werden dort noch weitere daten an den Zivilschutz gesendet.

Der Nachfolger: Ultraschall, Satellitenaufnahmen und Radar

Die manuelle messung mit einer Skale auf Aluminiumprofil oder eauf einem Holzstab erfordert den Aufstieg in große Höhen. Das ist nicht nur zeitaufwändig, sondern auch teuer und riskant. Moderne Messstationen verwenden zur Schneehöhenermittlung Ultraschallsensoren. Messungen sind so automatisiert durchführbar und erfolgen auch wesentlich genauer.

Zur großflächigen exakten Aufnahme der Ausdehnung einer Schneedecke zieht man Satellitenaufnahmen heran. Bei der Kombination der Boden- und Satellitendaten stößt man auf Probleme. Dies hängt vor allem mit der Interaktion von Wellen mit der Schneeoberfläche zusammen, welche die Aufnahmen verfälscht. Daher ging man bei der Satellitentechnologie dazu über, Radarsensoren einzusetzen. Dabei wählt man die Frequenz so, dass die vom Satelliten ausgesendeten elektromagnetischen Wellen tatsächlich mit den Schneekörnern interagieren. Die Schneekörner können allerdings unterschiedlich groß sein und so muss die ideale Frequenz der Wellen gefunden werden, um eine Reflektion der Welle an einem Schneekorn in ein verwertbares Signal zu verwandeln, das an den Satelliten zurückgesendet wird. Elektromagnetische Wellen interagieren sehr stark mit dem im Schnee vorhandenen Wasser. Eine Interaktion mit dem eher trockenen Anteil der Schneedecke wird so meist verhindert. So werden von Schneedecken oft nur die feuchten Teile erfasst. Trockener Schnee wird deswegen meist als transparent erkannt.

Die Datenübermittlung: ein Fall für das Internet der Dinge

Längst haben Schneehöhensensoren eigene Intelligenz erhalten. Und zudem auch die Kommunikationsfähigkeit mit der zentralen Anwendung. Das IoT hat den Schnee auch bei anderen Use Cases (zu Deutsch: Anwendungsfällen ) erreicht. Eine Schneelastwaage – auch Schneelastwächter genannt – wird in Schneeregionen auf Dächern installiert. Das Warnsystem dient der Kontrolle der Schneelast und beugt so der Überlastung einer Dachkonstruktion vor. Das Gewicht der Schnee-Dachlast wird kontinuierlich gemessen und aufgezeichnet. Überschreitet der Schnee auf dem Dach einen kritischen Wert, löst die Schneelastwaage einen optischen und akustischen Alarm aus. Das Alarmsignal wird zudem per SMS oder E-Mail an Verantwortliche übertragen.

Anders als die klassische Skale auf Aluminiumprofil nimmt hier eine automatische Messeinheit, die Schneewaage den Messwert auf. Zudem gibt es eine Auswerteeinheit mit einem Kontrollmonitor, auf dem die Entwicklung der Werte nachverfolgt werden kann. Vielfach werden die Messdaten über ein zentrales System gesammelt und zum Beispiel auf einem Online-Portal zur Verfügung gestellt. Die Ermittlung der Belastung pro Quadratmeter kann somit ohne Begehung des Daches gefahrlos ermittelt werden. Meist werden noch weitere Messdaten erhoben und an das Portal übermittelt:

  • Temperatur am Messpunkt
  • Netzstärke der Kommunikationseinheit

Die Schneewaagen mehrerer Gebäude können vernetzt und zusammengeschaltet werden. Dies ermöglicht es, alle Gebäude eines Unternehmens zentral zu überwachen.

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