Elektrische Ladungen während Schneefegen im Hochgebirge

Summary

Using a telemetry sounding system on board one cable car of the Zugspitze cableway, atmospheric electrical phenomena occurring during drifting snow along the slopes of the Wetterstein Moun tains are studied. Dry and wet thermistor temperature, air pressure, polar electrical conductivities and potential gradient are radioed to the basic institute in the valley as the cable car is moving. In the valley the saied magnitudes are plotted against the pressure at the cable car altitude byxy-recorders. The main results are: The space charge density depending on drifting snow processes increases with increasing wind velocity. In the near vicinity of the drifting snow processes, both small and coarse ice crystal fragments being suspended in the air, negative space charges are prevailing over insolated local positive space charges of only short duration. Far away from the drifting snow processes, only very small and evaporating ice crystal fragments being suspended in the air currents, positive space charges are observed without exception. Such clouds of positive charges may move away from their source over more than 10 kilometers. All of these space charge phenomena are independent of the air temperature as long as there are no melting processes on the snow surface. Without mentioning strong heat irradiation, the temperature of the immediate snow surface during drifting snow, as well as the temperature of suspended ice fragments, are lower than the air temperature. Electric charges caused by vehement impact and friction of ice and snow particles may be important enough as to contribute to the thunderstorm electrification. The polarities of the space charges found during drifting snow are in accordance with the main polarity of thunderclouds.

Zusammenfassung

Mit Hilfe einer Telemetrie-Anlage an einer Gondel der zwischen 1 km und 3 km NN verkehrenden Zugspitz-Seilbahn werden Untersuchungen über die elektrischen Erscheinungen während Schneefegen an den Hängen des Wettersteingebirges und in seiner Umgebung ausgeführt. Es werden an der Gondel erfasst und im Tal fernregistriert: Trocken- und Feuchttemperatur, Luftdruck, Potentialgradient und Luftleitfähigkeiten. Neben den Registrierungen der Profile der oben genannten Grössen werden die luftelektrischen und meteorologischen Registrierungen an den Stationen Zugspitzgipfel (3000 m) und Garmisch-Partenkirchen (740 m) verwendet. Die wichtigsten Ergebnisse sind: Die durch Schneefegen erzeugten Ladungsmengen nehmen mit wachsender Windgeschwindigkeit zu. In geringen Entfernungen vom Ort der Schneeaufwirbelung, wo sich sowohl kleine als auch grössere, schnell sedimentierende Eispartikel in der bewegten Luft befinden, ist die erzeugte Raumladung fast ausnahmslos negativ. Positive Ladungen kommen nur kurzzeitig und in örtlich sehr eng begrenzten Gebieten vor. In grösserer Entfernung vom Ort der Schneeaufwirbelung, dort wo nur noch kleinste Eispartikel längere Zeit in der Luft schweben und dabei verdampfen, findet man ausnahmslos positive Raumladung. Diese Wolken positiver Raumladung können sich 10 und mehr km vom Aufwirbelungsort fortbewegen und über 10 und mehr Minuten erhalten bleiben. Diese Ladungsverhältnisse sind unabhängig von der Lufttemperatur, solange nicht an der Schneeoberfläche Schmelzprozesse auftreten. Im Bereich des Schneefegens sind die unmittelbare Schneeoberfläche und die in der Luft schwebenden und verdampfenden Partikel immer etwas kälter als die Luft. Die beim Zerblasen von festem Niederschlag auftretenden Ladungen sind immerhin so gross, dass sie im Entstehungsprozess der Gewitterladung eine Rolle spielen können. Die Polarität der Schneefegen-Ladungen steht im Einklang mit der Haupt-Polarität von Gewitterwolken.