Новый радарный датчик дает представление о процессах внутри снежных лавин. Он был разработан группой инженеров Рурского университета Бохума (RUB) под руководством доктора Кристофа Бэра и Тимо Яшке в сотрудничестве с коллегами из Инсбрука и Давоса. Измерительная система была установлена на испытательном склоне в швейцарском кантоне Вале, где Швейцарский институт исследований снега и лавин намеревается использовать ее для проведения измерений зимой 2016/17.
Собранные данные должны быть введены в симуляции, которые будут детально реконструировать полные процессы, происходящие внутри лавин.«Мы не знаем, что именно происходит, когда лавина сходит с горы, потому что за лавинами когда-либо наблюдали только снаружи», - говорит Кристоф Бэр. Результаты моделирования могут способствовать оптимизации устройств, обеспечивающих защиту от лавин.
Измерение плотности снега
Принято считать, что лавины состоят из нескольких слоев, которые ведут себя как твердые тела, жидкости или содержащие пыль газы. Новый датчик фиксирует колебания плотности снега в пылевом слое. Плотность влияет, например, на ударное давление лавины, определяющее ее разрушительную силу. Лавинные процессы могут быть корректно смоделированы с точки зрения гидродинамики, только если известна плотность снега.
Система, изготовленная в Бохуме, использует радар для регистрации количества частиц снега, содержащихся в слое пыли. Чем больше снега удерживает слой, тем медленнее распространяется радиолокационная волна. Таким образом, исследователи могут делать выводы о плотности снега и фиксировать ее в режиме реального времени.
Датчик из авиационного алюминия
Датчик изготовлен из авиационного алюминия, так как при проведении измерений он должен выдерживать огромную силу лавин. Его длина составляет примерно один метр, толщина - 30 сантиметров, а вес - 70 килограммов. Лавина имеет ударное давление до шести бар. «Это соответствует давлению в 3,5 тонны, т. е. двум автомобилям, приложенному к поверхности листа формата DIN-A4», - поясняет Бэр. «Он катится прямо над нашим датчиком. Убедиться, что датчик остается прикрепленным к испытательному столбу и выдает пригодные для использования результаты измерений, - настоящая проблема».
Студенты Патрик Квятковски и Хенрик Дейс построили датчик, работая аспирантами в Институте интегрированных систем под руководством профессора доктора Нильса Поля. В том же отделе Тимо Яшке исследует развернутую радиолокационную систему миллиметрового диапазона для своей докторской диссертации. Принцип, лежащий в основе измерения плотности с помощью радара, был разработан Кристофом Бэром для его докторской диссертации в Институте электронных схем RUB.
В ожидании схода лавины
До конца 2016 года команда Швейцарского института исследований снега и лавин ожидает первых снегопадов в закрытой тестовой зоне Vallée de la Sionne. Если естественного схода лавины не произойдет, к концу зимы она будет вызвана контролируемым подрывом.