Neues 3D-Simulationswerkzeug verbessert Prognose alpiner Massenbewegungen

(CONNECT) Johan Gaume von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) und Kollegen haben mit einem neu entwickelten 3D-Modellierungsansatz die Bergstürze in Brienz 2023 und Blatten 2025 simuliert. Das 3D-Modell liefert präzise Einblicke in Strömungsdynamik, Aufprallzonen und Auslaufdistanzen und ermöglicht so eine wirksame Risikominderung, wie aus einer Mitteilung hervorgeht.

Klassische Modelle zu alpinen Massenbewegungen basieren auf gemittelter Tiefe, ermitteln die Durchschnittsströmung der Massenbewegung und berechnen, wie schnell und wie hoch die Gesamtmasse ist und in welche Richtung sie sich über den Grund bewegt. Diese stossen allerdings an ihre Grenzen, wenn sich wie in Blatten Sturzmassen in zerklüftetem Gelände in viele Richtungen gleichzeitig bewegen, erläutert Gaume in der Mitteilung. Gaume ist auch für das Institut für Schnee- und Lawinenforschung (SLF) in Davos tätig, Teil des Eidgenössischen Forschungsinstituts für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) in Birmensdorf ZH.

Die Forschenden simulierten den Bergsturz von Blatten mit einer Volumenschätzung von 10 Millionen Kubikmetern Gestein und Eis, die auf geschätzten 5 Millionen Kubikmetern Gletschervolumen und 3 bis 5 Millionen Kubikmetern Felsvolumen basierte. Der Reibungskoeffizient, der angibt, wie leicht eine herunterkommende Masse über den Untergrund gleitet, wurde erst auf 0,2, später auf 0,23 geschätzt. Die simulierte Ausbreitung der Sturzmasse erwies sich mit 1,2 Kilometern auf der Südwestseite des Tals und 700 Metern auf der Nordostseite laut Mitteilung als sehr genau.

Im Gegensatz zu klassischen Modellen konnte das neue 3D-Werkzeug zudem den Stosswelleneffekt der Sturzmasse erfassen, durch den ein Teil der abfliessenden Sturzmasse in die Luft geschleudert wurde. „Wir haben insgesamt eine Vorhersagegenauigkeit erreicht, mit der unser Modell künftig genauere Einschätzungen komplexer alpiner Massenbewegungen ermöglicht – sowohl im Hinblick darauf, wie weit sie sich den Hang hinunter ausbreiten können als auch darauf, wie viel Fläche sie voraussichtlich im Talboden bedecken", erklärt Gaume. Die Wissenschaftler wollen das Simulationswerkzeug zukünftig für praktische Anwendungen und Behörden zugänglich machen. ce/ja