Forscher des Norwegischen Geotechnischen Instituts (NGI) und der Norwegischen Strassenverkehrsbehörde zeichnen mit Spezialsensoren ausgestatteten Drohnen auf, was sich unterhalb von Schneefeldern oder sogar im Boden befindet. Der wichtigste Sensor an Bord der Fluggeräte ist das Bodenradar. Dessen Sendemodul emittiert elektromagnetische Wellen, die in Schnee und/oder Boden eindringen. Aus den reflektierten Signalen errechnet der Empfänger ein detailliertes Bild der Schichten und Strukturen unter der Oberfläche.
Im Projekt des NGI und der Norwegischen Strassenverkehrsbehörde haben die Forscher im Sintef-Drohenlabor Drohnen eingesetzt, um den Aufbau und die Struktur von Schneeschichten in norwegischen Berggebieten zu kartieren. Sie bestehen aus Alt- und Neuschnee und in tieferen Schichten oft aus Eis, das sich wegen des Gewichts der daraufliegenden Schichten und tiefer Temperaturen gebildet hat. Dieser Aufbau ist entscheidend für das Risiko, dass sich Schneebretter oder Lawinen lösen.
Die Schichtbilder, die die Drohnen erfassen, ermöglichen es, die Gefahren rechtzeitig zu erkennen: "Wir können Schichten identifizieren, die für die Lawinengefahr entscheidend sind, und wir können dies während der gesamten Saison wiederholt auf genau derselben Flugroute tun. Das liefert völlig neue Erkenntnisse darüber, wie sich die Schneedecke im Laufe der Zeit verändert", sagt Sintef-Geowissenschaftler Bastien Dupuy.
Die Technologie offenbart Lawinenrisiken, ohne dass Beobachter sich auf exponierte Hänge begeben müssen und Gefahr laufen, von Lawinen verschüttet zu werden. Für den Energiesektor bedeuten präzise Messungen der Dicke der Schneedecke genauere Vorhersagen von Frühjahrshochwasser und der Einsatzplanung von Wasserkraftwerken. Langfristig können die Methoden auch Erkenntnisse darüber liefern, wie sich der Klimawandel auf die Schneeverhältnisse, die Schneeschmelze und die Risiken in Bergregionen und der Arktis auswirkt.
Die Drohnen lassen sich auch nutzen, um Blindgänger aus dem Zweiten Weltkrieg zu erkennen. Dazu werden die Fluggeräte mit Magnetometern ausgestattet. Die Forscher arbeiten nun an der automatisierten Auswertung von Sensordaten mithilfe von maschinellem Lernen. Ziel ist es, die drohnengestützte Geophysik zu einem robusten und skalierbaren Werkzeug für Wirtschaft, Verwaltung und Katastrophenschutz zu machen. Zu diesem Zweck muss die Technologie präzise, sicher und benutzerfreundlich sein, so die Forscher abschliessend.
