Lawinenkunde

Pro Jahr werden Hunderte von Menschen Opfer von Lawinen. Allein in der Schweiz sterben jährlich zwischen 20 und 60 Menschen im Schnee.  

Untersuchungen haben ergeben, daß von 65 Menschen, die von Lawinen erfaßt wurden, 53 vollständig unter den Schneemassen begraben, jedoch nur 13 teilweise verschüttet waren. Während die nur teilweise Verschütteten fast alle überlebt haben, kam für 85 Prozent der vollständig Verschütteten jede Hilfe zu spät. Statistiken zeigen, daß die Chance, mit dem Leben davonzukommen, für Lawinenopfer in den ersten 15 Minuten relativ groß ist, vorausgesetzt sie gehören nicht zu den fünf Prozent, die noch vor Stillstand der Lawine tödlich verletzt wurden. 
Zwischen 15 und 35 Minuten reduziert sich die Überlebenswahrscheinlichkeit dramatisch. In dieser Zeit sterben alle Verschütteten ohne Atemhöhle an raschem Ersticken. Mit einem Luftraum im Schnee kann man zwar bis zu 90 Minuten in der Lawine in relativer Sicherheit überleben, Sauerstoffmangel und Unterkühlung führen aber nach 90 bis 130 Minuten meist zum Tod. Nur mit sehr großen Atemhöhlen oder einer Luftverbindung nach außen sind auch längere Überlebenszeiten möglich.

 
Ob ein Mensch eine Lawine überlebt oder nicht, hängt daher entscheidend davon ab, wie er sich während der Lawine im Schnee verhält, welche Ausrüstung er hat und wie schnell er gerettet werden kann.  Die Rettungsdienste empfehlen sich durch Schwimmbewegungen so lange wie möglich an der Oberfläche der Schneemasssen zu halten und mit Hilfe der Hände einen Hohlraum vor Mund und Nase zu schaffen. 
Hat der Skifahrer oder Bergsteiger außerdem noch einen Lawinen-Airbag oder einen Lawinenpieper bei sich, steigen seine Überlebenschancen schon erheblich. Bei den seit 1991 eingesetzten Lawinen-Airbags handelt es sich um ein bis zwei in einen Rucksack integrierte Kunststoffballons, die im Falle eines Lawinenabgangs durch Ziehen einer Reißleine in wenigen Sekunden mit 150 Liter eines Stickstoff - Luftgemisches gefüllt werden.  Zwei physikalische Phänomene sollen es möglich machen, daß der Träger eines solchen "Ballonrucksacks" während einer fließenden Lawine an der Oberfläche bleibt: Durch das Luftpolster wird die Dichte des Menschen, die viel höher als die Schneedichte ist, soweit verringert, daß sie der Schneedichte ähnlich wird (von 1.000 kg/m3 auf ca. 400 kg/m3). 
Der Airbag macht den Skifahrer zu einem "großen Granulatteilchen".  In der Lawine entmischen sich durch den Einfluß der Schwerkraft die vielen einzelnen Schneebrocken und –teilchen (= "Granulat") so, daß größere Teilchen eher an die Oberfläche gespült werden.  Die Erfolgsbilanz  der Lawinen-Airbags bis jetzt: Im Zeitraum von 1991 bis 1997 wurden zwölf  Fälle dokumentiert, bei denen Personen mit Lawinen-Airbag von einer Lawine erfaßt wurden - alle überlebten den Unfall.  

Wenn alle diese Maßnahmen und Hilfsmittel versagt haben und das Lawinenopfer vollkommen von den Schneemassen verschüttet ist, läuft die Zeit: Bei der Suche nach dem im Schnee Begrabenen zählt jede Minute. Durch Erfahrung wissen die Lawinenrettungs-Trupps, in welchen Bereichen der Lawinenbahn die Opfer besonders häufig deponiert werden. In einer Reihe nebeneinander vorrückend sondieren sie dort in regelmäßigen Abständen den Schnee. Lawinensuchhunde nehmen Witterung auf, Peilgeräte oder das Lawinen-Verschütteten-Suchgerät (LVS) kommen zum Einsatz. 

Wird ein Verschütteter noch lebend gefunden, kann er noch nachträglich an den Folgen von Luftmangel und Unterkühlung sterben. Die Rettungskräfte müssen deshalb so rasch wie möglich die Atemwege des Überlebenden vom Schnee befreien und ihn falls nötig künstlich beatmen und Maßnahmen gegen die Unterkühlung treffen. Statistiken des Eidgenösssischen Instituts für Schnee- und Lawinenforschung (SLF) zeigen wie entscheidend der Faktor Zeit für das Überleben einer Lawine ist: von den 473 Totalverschütteten der letzten zwölf Jahre überlebten  31 Prozent derjenigen, die durch Zeugen des Unglücks gerettet wurden. Mußte erst eine Rettungsmannschaft angefordert werden, sank die Überlebensrate auf nur noch elf Prozent.


Lawinenarten

Eine Lawine kann mit 140 Stundenkilometern ins Tal donnern oder mit einem bis dreißig Millimetern pro Tag bergab kriechen – beide Extreme entwickeln Kräfte, die Bäume entwurzeln, Felsblöcke aus dem Boden wuchten und Hütten zermalmen können. Welche Lawinenart sich entwickelt, ist vor allem von der Schnee- und Geländebeschaffenheit und dem Wetter abhängig. Bei der Klassifizierung spielen außerdem die Form der Abbruchkante und  der Bahn und die Art, wie sich die Lawine bewegt, eine Rolle. 

Die häufigsten vorkommenden und am besten untersuchten Lawinen  gehören zu den sogenannten "Fließlawinen". Bei ihnen "fließt" nasser oder trockener Schnee den Hang hinunter und behält dabei den Kontakt zum Boden ("Grundlawine") oder der Gleitschicht ("Oberlawine").  
Besonders gefährlich ist eine Variante der Fließlawinen, die sogenannte "Schneebrettlawine": 

Innerhalb weniger Sekunden rutscht durch Zunahme der Belastung oder durch Abnahme der Festigkeit eine ganze Schneeschicht gleichzeitig ab. Während andere Lawinenarten oft unterhalb oder in einer Störungsstelle, zum Beispiel der Spur eines Skifahrers, entstehen, bricht eine Schneebrettlawine meist oberhalb der Spur ab. Die Abbruchkante ist dabei typischerweise breit, scharfkantig und senkrecht zum Gleitwinkel des Schneebretts. Skifahrer  werden augenblicklich erfaßt und meist vollständig verschüttet. 

Eine solche Schneeebrettlawine donnert mit einer Geschwindigkeit von acht bis zehn Metern in der Sekunde zu Tal, sie kann dabei einen Druck von 30 bis 40 Tonnen pro Quadratmeter entwickeln, in Extremfällen wurden auch schon Werte von 100 Tonnen pro Quadratmeter gemessen. Zum Zerbrechen einer Ziegelsteinmauer genügt bereits ein Druck von einer halben Tonne pro Quadratmeter. 

Weitaus seltener und für die Lawinenforscher deshalb nur schwer einzuschätzen sind Staublawinen. Eine solche Lawine beginnt erst einmal als Fließlawine mit trockenem, wenig verfestigtem Schnee oder als Eislawine von einem Gletscher. Im Gegensatz zu Schneebrettlawinen ist die Anrißstelle der Staublawine punktförmig, erst im Laufe ihres Weges bergab vergrößert sie sich.

Durch Luftturbulenzen an der Lawinenspitze wird der Schnee aufgewirbelt und fein zerstäubt. Immer mehr Schnee und Luft werden aus der Umgebung in diese Schneewolke hineingezogen, die Lawine wächst schnell zu Höhen bis zu 100 Metern an. Ihre Dichte liegt nur bei fünf bis zehn Kilogramm pro Kubikmeter, der Druck nur bei vergleichsweise geringen drei bis vier Tonnen pro Quadratmeter. Aber in Verbindung mit der extrem hohen Geschwindigkeit von 50 bis 100 Metern pro Sekunde reicht das vollkommen aus, um Siedlungen kurz und klein zu schlagen und ganze Wälder umzumähen. Menschen und Tiere können in dem mit Staudrücken von bis zu drei Atmosphären umherwirbelnden Schneestaub regelrecht ertrinken, die Lungen irreparabel geschädigt werden. 

In einer Schneedecke auf geneigtem Hang findet nicht nur eine langsame Umwandlung der Schneekristalle statt, die Schneeschichten bewegen sich auch langsam hangabwärts: der Schnee kriecht. Diese Bewegung ist mit nur einen bis dreißig Millimeter am Tag extrem langsam. Dennoch steht die Zerstörungskraft dieser "Zeitlupenlawine" den "normalen" Lawinen kaum nach. Kriechschnee kann Bäume entwurzeln und ganze Felsblöcke aus dem Boden wuchten, sogar massive Gebäude wurden schon von der Kraft des Schnees von ihren Fundamenten gedrückt und zerstört.  

Schnee ist nicht nur das Material der meisten Lawinen, er ist auch eines der wichtigsten Hilfsmittel der Lawinenforscher. 
Das Wissen über Schnee und Lawinen gehört zwar seit Jahrhunderten zum Erfahrungsschatz der Bergbewohner, systematisch und wissenschaftlich untersucht wird die "weiße Materie" aber erst seit Ende des letzten Jahrhunderts. 

Heute gehört die Untersuchung des Schnees für die Schneeforscher wie die des eidgenössischen Instituts für Schnee- und Lawinenforschung im schweizerischen Davos zum Alltag. 
In regelmäßigen Abständen studieren die Wissenschaftler das Schneeprofil, einen Schnitt durch die gesamte Schneedecke von der frischen Neuschneeschicht bis zu den Resten des ersten Schneefalls der Saison.In jeder Schicht prüfen sie die Härte, untersuchen mit der Lupe die Form und Größe der Schneekörner und berechnen den Wassergehalt. 

Weitere Projekte des Instituts befassen sich mit der Abbildung des Profils im infraroten und durchscheinenden Licht, womit die Variabilität der Schneeschichten innerhalb kürzester Zeit sichtbar gemacht werden kann. Gesucht wird dabei immer nach einer sogenannten "schwachen Schicht". Sie kann bei bestimmten Hangneigungen zur Gleitschicht werden, von der sich die oberen Schneeschichten lösen und dann wie auf einer Rutschbahn zu Tal gleiten können. 

Von dem Moment an, in dem eine Schneeflocke den Boden berührt, ist sie ständig Veränderungen unterworfen. Wind, Sonne, Regen, Druck und Temperatur – alle diese Faktoren wirken auf sie ein. Je länger sie schon am Boden liegt und je tiefer die Schicht, in der sie sich befindet, desto stärker sind die Umwandlungen. 

In frischem Pulverschnee, wie er bei Temperaturen weit unter dem Nullpunkt fällt, haben die Schneekristalle die Form filigraner sechsarmiger Sternchen. Durch die vielen Zwischenräume der langen Strahlen ist dieser Schnee sehr locker und enthält viel Luft, er wiegt nur etwa 100 Kilogramm pro Kubikmeter. 

Die feinstrahligen Verästelungen  verschwinden jedoch sehr schnell. Selbst wenn die Temperaturen gleichmäßig kalt bleiben, entstehen durch Verdunstung von Wasser aus tieferen Schneelagen und Wiedergefrieren dieses Wassers neue Kristalle, die Strahlen verbreitern sich, an den Verästelungen bilden sich die ersten rundlichen Schneekörner.  

Je älter der Schnee wird, desto mehr schreitet die Körnerbildung fort. Schmelzen und Gefrieren wechseln sich ständig ab, Wasserdampf und Schmelzwasser bilden sich. Die Schneekristalle werden runder und verschmelzen teilweise miteinander, die Hohlräume verkleinern sich. Der Schnee wird immer feuchter und schwerer, sein Gewicht kann bis zu 500 Kilogramm pro Kubikmeter betragen. Dieser Festschnee nimmt mit zunehmender Körnergröße und Nässe an Beweglichkeit zu und kann zum Ausgangsmaterial für Festschneelawinen werden. 

Noch lawinengefährlicher ist aber der sogenannte Schwimmschnee. Er entsteht, wenn Wasserdampf aus bodennahen, wärmeren Schneeschichten nach oben steigt und in der darüberliegenden Schicht erneut gefriert. Dabei bilden sich große becherförmige Kristalle, die durch ihre Hohlform extrem instabil sind. Wird durch Neuschnee, Regen oder Erschütterungen die Schneedecke über dem Schwimmschnee plötzlich schwerer, wird es gefährlich. Die gesamte "schwache Schicht" kann großflächig zusammenbrechen und wirkt dann wie eine Gleitflüssigkeit für darüberliegende Schneeschichten. Die Folge: Eine Schneebrettlawine löst sich.

Ebenfalls kritisch wird es, wenn auf einer sehr kalten Schneeoberfläche feuchte Luft zu Reif gefriert und darauf wieder Schnee fällt. Diese nur millimeterdünne, extrem brüchige und glatte Schicht ist in einem Schneeprofil kaum sichtbar, kann aber für den darüberliegenden Schnee zur Rutschbahn werden. 

"Unberechenbar, tückisch" so wurde das Verhalten des Schnees schon in vergangenen Jahrhunderten oft beschrieben. Diese Unberechenbarkeit rührt auch daher, das Schneemassen sich unter manchen Bedingungen vikös wie eine Flüssigkeit, in anderen aber elastisch wie ein Gummiband verhalten kann. Bedingt durch die unterschiedliche Konsistenz reagiert jede Schneeschicht anders auf die Kräfte, die auf sie einwirken. Für uns kaum sichtbar ist die Schneedecke einer Hanglage durch die Einwirkung der Schwerkraft in ständiger langsamer Bewegung.

Diese Kriechbewegung schwankt zwischen einem und 30 Millimeter pro Tag. Dabei kriecht der Schnee in den oberen Schichten etwas schneller bergab als der untenliegende, es entstehen Scherkräfte innerhalb der Schneedecke und Spannungen können sich aufbauen. An Schwachstellen der Schneedecke, den sogenannten "weak spots" kommt es zur Bildung von kleinsten Rissen. Für sich genommen bedeuten diese noch keine Gefahr, wenn aber eine zusätzliche Belastung oder Erschütterung zum Beispiel durch einen Skifahrer hinzukommt, können sich viele dieser Initialrisse vereinigen und zu einem großen Schneeabriß und damit zu einer Lawine führen.