Towards an avalanche climatology in the European Alps based on simulated avalanche problems

Abstract

Lawinen entstehen durch komplexe Wechselwirkungen zwischen Wetter, Gelände und Prozessen in der Schneedecke. Der Aufbau einer umfassenden Lawinenklimatologie wird durch den Mangel an zuverlässigen und langjährigen Lawinenaufzeichnungen erschwert. Die Studie stellt sich dieser Herausforderung und analysiert die räumliche und zeitliche Verteilung von vier zentralen Lawinenproblemen - Neuschnee, Triebschnee, Altschnee und Nassschnee - an 11 Standorten in den europäischen Alpen. Basierend auf gemessenen meteorologischen Daten von insgesamt 111 Wintern wurde die Schneedeckenentwicklung mit dem Modell SNOWPACK simuliert und anschließend mit dem AVAPRO-Algorithmus klassifiziert. Es zeigte sich, dass Nassschneeprobleme vor allem in tieferen Lagen und im Süden der Alpen am häufigsten auftraten, während Altschneeprobleme vor allem in höheren Lagen beobachtet wurden. Ein klarer Höhengradient konnte festgestellt werden: Der Beginn von Nassschneeproblemen verzögerte sich um etwa 7,8 Tage pro 100 Höhenmeter. Um klimatologisch ähnliche Regionen zu identifizieren, wurden die Ergebnisse mit bestehenden Lawinenklimatologien und clusterbasierten Ansätzen auf Simulationsbasis verglichen. Die Analyse deutet auf eine klimabedingte Verschiebung der Nassschneeproblematik in tiefere und mittlere Lagen hin. Ein Vergleich mit regionalen Lawinenlageberichten bestätigte eine gute Übereinstimmung bei der Erkennung von Nassschnee-, Altschnee- und Neuschneeproblemen, während Triebschneeprobleme weniger konsistent erkannt wurden. Diese Erkenntnisse bilden eine datenbasierte Grundlage für eine regionale Lawinenklimatologie und verdeutlichen die sich ändernden Muster der Schneedeckenstabilität im Kontext des Klimawandels.Snow avalanches result from complex interactions between weather, terrain, and internal snowpackprocesses. Building a comprehensive avalanche climatology has been challenging due to the scarcityof reliable long-term avalanche records. This study addresses this challenge by analysing the spatialand temporal distribution of four main avalanche problems — new snow, wind slab, persistent weaklayer, and wet snow — at 11 sites across the European Alps. Using measured data from 111 winterseasons to drive simulations with the SNOWPACK model, results were further analysed and classifiedusing the AVAPRO algorithm. Wet snow problems were most frequent, particularly at lower elevationsand in southern regions of the Alps, whereas persistent weak layers were more common at higheraltitudes. A clear altitudinal gradient was identified, with wet snow onset delayed by approximately 7.8 days per 100 m increase in altitude. To identify climatologically similar regions, these findingswere compared with traditional avalanche climate classifications and simulation-based clusteringapproaches, indicating a potential climate-driven shift toward increased wet snow occurrences atlower and mid-elevations. Validation against regional avalanche bulletins confirmed a good agreementin the detection of wet snow, persistent weak layer, and new snow problems, while detection of windslab problems remained less consistent. These insights provide a robust, data-driven basis for regionalavalanche climatology and highlight evolving patterns in snowpack stability under changing climaticconditions.author: Andreas WedenigEnthält Literaturverzeichnis auf Blätter 39-44Masterarbeit Universität Graz 202