Wenn der Föhn kommt: Forschung im Auge des Sturmes

Wann der Föhn als stürmischer Fallwind in die Täler durch- und dann wieder zusammenbricht, wollen Forscher der Uni Innsbruck klären: mit Laserstrahlen und Messflugzeugen.

Föhnstimmung im bayrischen Marktoberdorf
Föhnstimmung im bayrischen Marktoberdorf
Föhnstimmung im bayrischen Marktoberdorf – (c) EPA (Karl-Josef Hildenbrand)

Montag, 27. Februar, 19.20 Uhr: Messstelle Innsbruck Universität, Windspitzen bis zu 81 km/h, auf dem Patscherkofel, dem Hausberg der Tiroler Landeshauptstadt, sogar über 100 km/h. Tags darauf hörte der Wind auf, Regen und Schneefall breiteten sich aus.

Verantwortlich für solche Wetterlagen ist der Föhn, ein nur scheinbar hinlänglich erforschter alpiner Wind. Alexander Gohm vom Institut für Atmosphären- und Kryosphärenwissenschaften der Universität Innsbruck, will nun mit dem Forschungsprojekt Piano (Penetration and Interruption of Alpine Foehn) einige Wissenslücken schließen. Gohm und sein Team wollen sich – mit einer Forschungsförderung aus der Gottfried- und Vera-Weiss-Stiftung – vor allem zwei Phänomene ansehen: den Durchbruch des Windes in die Täler und dessen Zusammenbruch.

Damit der Föhn bis auf den Talboden vordringen kann, muss meist ein Kaltluftsee ausgeräumt werden, der sich dort gebildet hat. Wie das passiert, dazu gibt es derzeit drei Modelle: Erstens: Die Sonne erwärmt die kalte Luft. Zweitens: Der Föhn, der in höheren Schichten bereits bläst, „knabbert“ die kalte Luft weg. Drittens: Die kalte Luft fließt ins Alpenvorland ab. Nach derzeitigem Wissensstand ist die letzte die unwahrscheinlichste Variante. Warum hat man das Phänomen noch nicht zufriedenstellend erforscht? Gohm: „Viele der Modelle wurden entwickelt, als fänden sie über dem Flachland statt. Für Gebirge sind sie nur bedingt anwendbar.“ Das gilt es in diesem Projekt zu ändern.

Großer Versuch über der Stadt

Der große Feld- oder vielmehr Luftversuch soll im heurigen Herbst stattfinden. Einerseits will man mit laserbasierten Instrumenten, sogenannten Doppler Wind Lidaren, die Geschwindigkeit von Luftwirbeln messen. Dies funktioniert durch die Erfassung von Staubteilchen in der Luft mit einem augensicheren Laserstrahl. Gohm: „Wir werden drei bis vier Instrumente über das Innsbrucker Stadtgebiet verteilen.“ Zwei befinden sich im Besitz der Universität Innsbruck, ein bis zwei wird man von einem Partner, dem Institut für Meteorologie und Klimaforschung in Garmisch, ausborgen.

Doch damit nicht genug: „Mit dem Laser können wir die Temperaturstruktur der Luft nicht messen. Daher kommt auch ein Flugzeug zum Einsatz. Das hilft, zu unterscheiden, welcher Prozess beim Durchbruch dominiert: die Turbulenzen oder das Aufheizen. Ich würde auch das erwähnte Ausfließen der kalten Luft nicht ganz ausschließen. Dessen Beitrag kann je nach Fall unterschiedlich sein“, so Gohm. Das Flugzeug kommt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Bayern und hat einen eigenen Messcontainer unter dem Flügel hängen.
Schließlich sollen die gesammelten Daten in hochauflösende Modelle eingearbeitet werden. Dazu braucht es starke Rechnerleistung, die einerseits vom High Performance Computing System der Uni Innsbruck selbst, andererseits vom Vienna Scientific Cluster kommen werden. So soll ein „virtuelles Labor“ geschaffen werden, um sich verschiedene Prozesse genau ansehen und Föhn-Prototypen entwickeln zu können.
Am Ende soll das Projekt die Güte von Wetterprognosen über „komplexem Gelände“ – also etwa einem Gebirge – deutlich verbessern und damit auch die Warnung vor gefährlichen Turbulenzen in der Luftfahrt und vor schlechter Luftqualität.

 

Lexikon

Der Begriff Föhn wird vor allem im Alpenraum verwendet. Warme Fallwinde treten aber praktisch überall auf, wo es Gebirge gibt. So nennt sich der nordamerikanische Föhn zum Beispiel Chinook. Er kommt an der Ostseite der Rocky Mountains vor. Aber auch in den Anden kennt man dieses Phänomen: In Chile nennt man es Puelche, in Argentinien Zonda.

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