Ausgangslage

Der Bisgletscher befindet sich auf der Ostseite des Weiss- und Bishorns in den Walliser Alpen. Die Eismassen entspringen den steilen Felswänden des Weisshorns und vereinigen sich mit den vom Bishorn kommenden in einer Mulde weiter unten. Danach fällt der Gletscher über eine steile Kante nach Osten ins Mattertal ab. Durch das starke Gefälle von stellenweise mehr als 60%, lösen sich im unteren Teil des Gletschers immer wieder grössere Eismassen und stürzen zu Tal. Diese Eislawinen können zusammen mit viel Neuschnee grosse Ausmasse annehmen und das Dorf Randa sowie die Kantonsstrasse (Zufahrtsstrasse nach Zermatt) und die Matterhorn Gotthard Bahn gefährden. Der Lawinenkegel kann zudem die Vispa aufstauen, was zu einer Seebildung mit möglicher Überschwemmungsfolge führen kann. Grosse Ereignisse forderten vor allem in früheren Zeiten immer wieder Todesopfer, im 19. und 20. Jahrhundert vor allem hohe Sachschäden.

Lösung

Die Überwachung des Bisgletschers ist in zwei Subsysteme gegliedert: ein Warnsystem zur Langzeitbeobachtung der steilen Gletscherflanken und ein Alarmsystem für Eislawinen verursacht durch Gletscherabbrüche. Zur langfristigen Überwachung verwenden wir zwei hochauflösende Deformationskameras an drei unterschiedlichen Standorten, zur Detektion von Eislawinen ist unser Lawinenradar im Einsatz. Die kombinierte Station mit Deformationskamera und Lawinenradar befindet sich im Tal bei der Einfahrt in das Dorf Randa, eine zweite kleinere Station auf Höhe der Gletscher-Abbruchkante ausserhalb des Gletschers und eine dritte beobachtet den Hängegletscher am Weisshorn von einem Nebengipfels des Bishorns aus.

Automatische Deformationsanalyse

Im Tal fotografiert eine hochaufösende Kamera mit 42 Megapixel und bei der Abbruchkante mit 24 Megapixel mehrmals täglich den abfallenden Gletscherteil und schickt die Bilder an die Geopraevent-Server. Dort wählt ein raffinierter Algorithmus automatisch die geeignetsten Bilder für den Deformationsanalyse aus. Danach werden in einem aufwändigen Bildverarbeitungsprozess kleinste Bildfelder miteinander verglichen und Bewegungen einschliesslich Richtung ermittelt. Für ausgewählte Bereiche kann die Geschwindigkeit auch als Zeitreihe dargestellt werden. Die Farbskala entspricht der Veränderung in Pixel/Tag, wobei die Pixelgrösse von der Distanz abhängt. Die Messungen dienen in erster Linie dazu, qualitative Änderungen bezogen auf einen Ausgangspunkt, zu erkennen. Sämtliche Daten und Bilder sind für autorisierte Benutzer jederzeit über das Geopraevent online Datenportal einsehbar.

Deformationsanalyse vom 28. Juni 2018 vom unteren Standort. 

Lawinenradar in 5 km Entfernung

Unser Lawinenradar überwacht den gesamten, unteren Steilteil des Gletschers rund um die Uhr auf Eislawinen und erkennt abstürzende Eismassen bis zur Abbruchkante in 5 km Entfernung. Das Lawinenradar zeichnet sich durch seine grosse Verlässlichkeit aus: es sieht sich bewegende Schnee- und Eismassen durch Nebel und Schnee genauso wie nachts. Einmal erfasst, verfolgt das Radar die Eislawine und eine integrierte Kamera filmt das Ereignis. Das Lawinenradar schliesst zudem automatisch die Strasse und Bahn, wenn es eine Lawine im entsprechenden Gefahrenbereich detektiert hat (Alarmierung).

Ereignisvideo vom 28. Januar 2018, 23 Uhr: Dank Mondlicht war die grosse Lawine auch in der Nacht von Auge sichtbar. 

Das Lawinenradar lief während dem Winter 2017/18 testweise und wurde auf den darauffolgenden Winter an die Ampelanlage der Kantonsstrasse und der Matterhorn Gotthard Bahn angeschlossen.  Wie die automatische Sperrung und Wiederöffnung genau funktioniert, wird in diesem Beitrag illustriert und beschrieben. Mit den sensitiv gewählten Einstellungen während des Testwinters wurden vom Radar während eines Jahres über 700 Ereignisse detektiert. Darunter waren kaum sichtbare kleine Abbrüche bis zu grossen Lawinen (siehe Video oben). Mindestens eine Lawine im Winter 2017/18 gelangte bis zur Kantonsstrasse (20. Januar 2018, 21 Uhr), richtete jedoch keine Schäden an. Ausgehend von diesen Ereignisdaten haben wir die Algorithmen für das automatische Schliessen von Strasse und Schiene entwickelt, wobei die Schliesszeiten möglichst kurz sein sollten aber gleichzeitig die Sicherheit zu jedem Zeitpunkt gewährleistet werden kann.

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