Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Tahoe-lawine:wat zorgt ervoor dat schijnbaar veilige sneeuwhellingen instorten? Een natuurkundige en fervent skiër legt het uit

Credit:CC0 Publiek Domein

Een lawine overspoelde skiërs in het grootste skigebied van Lake Tahoe op 10 januari 2024, toen een 45 meter brede laag sneeuw van een berghelling naar een stapel van 3 meter diep gleed. Eén persoon stierf in de lawine en drie anderen werden gered, volgens het Placer County Sheriff's Office in Auburn, Californië. De glijbaan vond plaats op steil terrein nabij de KT-22-stoeltjeslift, die die ochtend net voor het seizoen was geopend.



Lawinedoden komen zelden voor in skigebieden als Palisades Tahoe, maar het risico neemt toe in het binnenland. Nathalie Vriend, een skiër en natuurkundige aan de Universiteit van Colorado Boulder die lawines bestudeert, legt uit wat er in het sneeuwpakket gebeurt als een lawine begint.

Wat veroorzaakt lawines?

Het gedrag van een lawine hangt af van de structuur van het sneeuwpakket, maar dat is slechts één ingrediënt. Een lawine vereist de verkeerde omstandigheden op het verkeerde moment.

De hoek van de berghelling is belangrijk. Hellingen tussen de 25 en 40 graden lopen het grootste risico op lawines. Die zijn uiteraard ook ideaal om te skiën. Als de helling minder dan 25 graden is, kan er sprake zijn van kleine slippartijen, maar de sneeuw zal niet sneller gaan. Als het meer dan 40 graden is, kan de sneeuw zich doorgaans niet ophopen, waardoor het lawinegevaar wegvalt.

Dan moet er sprake zijn van een trigger. Een sneeuwpakket kan schijnbaar stabiel zijn totdat een sneeuwscooter of skiër het voldoende verstoort zodat de sneeuw begint te bewegen. Sterke wind of vallende rotsen kunnen ook een lawine veroorzaken. Stromende sneeuw kan windbelasting veroorzaken en zich ophopen in kroonlijsten, waardoor een overhang ontstaat die uiteindelijk naar beneden kan vallen en een lawine kan veroorzaken.

Wat gebeurt er in het sneeuwpakket tijdens een lawine?

Het sneeuwdek in de bergen is niet uniform. Omdat het zich in de loop van de tijd opbouwt, is het een momentopname van recente weersomstandigheden en heeft het zowel stabiele als zwakke lagen.

Als er sneeuw valt, is het een donzige kristalstructuur. Maar als de temperatuur stijgt en de sneeuw begint te smelten en vervolgens weer bevriest, wordt de sneeuw korreliger.

Die korrelige, ijskoude sneeuw is een zwakke laag. Wanneer er nieuwe sneeuwval bovenop valt, kunnen de korrels in de zwakke laag afschuiven, waardoor een oppervlak ontstaat waarop een lawine kan glijden. Het gewicht van nieuw sneeuwdek kan ervoor zorgen dat de hele bergwand vrijwel onmiddellijk wegvalt. Naarmate de lawine sneller wordt, wordt er meer sneeuw en puin in de lawine opgenomen en kan deze erg groot en gewelddadig worden.

In mijn laboratorium aan de Universiteit van Colorado in Boulder bestudeer ik kleinschalige laboratoriumlawines. We gebruiken een techniek genaamd foto-elasticiteit en creëren dunne lawines om te onthullen wat er in de lawine gebeurt. We volgen foto-elastische deeltjes met een hogesnelheidscamera en kunnen waarnemen dat deeltjes heel snel stuiteren en botsen, binnen 1/1.000ste van een seconde.

Lawinebewustzijn voor backcountry skiërs.

Bij een echte lawine zorgen die gewelddadige botsingen door wrijving voor veel hitte, waardoor er nog meer smelt. Als de lawine tot stilstand komt, kan deze vloeistof snel weer bevriezen, waardoor het sneeuwpakket als beton op zijn plaats wordt vergrendeld. Mensen zeggen bij een lawine ‘zwem naar de oppervlakte’, maar je weet misschien niet of de oppervlakte omhoog of omlaag is. Als de lawine nog steeds in beweging is en de korrels niet opnieuw vastgevroren zijn, kun je misschien een beetje bewegen, maar het is erg moeilijk.

Wat kunnen skiërs doen als ze in een lawine zitten?

Ik heb veldwerk gedaan naar echte sneeuwlawines die opzettelijk in Zwitserland zijn veroorzaakt. We zaten in een bunker in een vallei en ze lieten explosieven op de top van de berg vallen. Met behulp van radar konden we in de lawine kijken terwijl deze op ons afkwam. Hij haalde met gemak meer dan 110 mijl per uur (50 meter per seconde).

Zelfs als de lawine klein is, kun je hem niet gemakkelijk ontlopen. Het grote gevaar is dat als de sneeuw diep is, je bedolven kunt raken onder een meter sneeuw. Kortom, naarmate de lawine langzamer gaat, blijft er nieuwe sneeuw op je stapelen. Mensen melden dat dit vastzit in beton zonder zelfs maar een ledemaat te kunnen bewegen. Het moet een heel beangstigende ervaring zijn.

Backcountry-skiërs hebben hulpmiddelen bij zich die hun overlevingskansen kunnen vergroten. Je beste keuze is echter dat van je collega's, vooral in het achterland, waar het uren duurt voordat de hulpdiensten arriveren.

Er zijn een paar dingen die u kunt doen. Draag eerst een transceiver, die een signaal uitzendt dat uw locatie identificeert. Wanneer je in een lawine terechtkomt, zend je een signaal uit. Je vrienden kunnen hun zendontvangers in de ontvangstmodus zetten en proberen je baken te lokaliseren. Het is ook belangrijk om een ​​lawinesonde en een schep in het achterland te hebben, voor als je vrienden je positie vinden:de sneeuw is als beton en het zal moeilijk zijn om je eruit te halen.

Lawine-airbags kunnen ook helpen; James Bond gebruikte een uitgebreid concept ervan in 'The World Is Not Enough'. Je haalt een schakelaar op je rug en de airbag verandert je in een groter deeltje. Grotere deeltjes blijven meestal aan de oppervlakte, waardoor u gemakkelijker te lokaliseren bent.

Hoe verandert het lawinegevaar als de wintertemperaturen stijgen?

Het is een belangrijke vraag, en niet zo eenvoudig als de opwarming van de aarde betekent dat er minder sneeuw valt, en dus minder lawines. In plaats daarvan kunnen bergen, als ze meer variatie in temperatuur hebben, in de winter meer smelt- en hervriesfasen hebben, waardoor zwakkere sneeuwpakketten ontstaan ​​in vergelijking met historische gegevens.

De historische omstandigheden waarin gemeenschappen zijn opgegroeid, kunnen veranderen. In 2017 was er een grote lawine in Italië die een heel hotel verwoestte. Het was in een gebied waar mensen geen lawine verwachtten, gebaseerd op historische gegevens.

Er zijn computermodellen die kunnen berekenen waar lawines waarschijnlijk voorkomen. Maar als temperaturen, sneeuwval en neerslagpatronen veranderen, kun je misschien niet echt de oorzaak en gevolgen van natuurlijke gevaren zoals sneeuwlawines begrijpen.

Aangeboden door The Conversation

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.