Forschungsbericht "Optimierung der Feuchtsalzstreuung" [barrierearm]

Die Schwankungen der Temperaturen im Tagesverlauf nehmen von der Oberfläche mit zunehmender
Tiefe ab [WISTUBA, 2003]. Die Fahrbahnoberflächentemperatur weist aufgrund des direkten
Einflusses der Sonnenstrahlen die größten Schwankungen auf. In die weitere Analyse sind jedoch
aufgrund der Datenlage nur die Lufttemperatur, als Eingabegröße in die Modellrechnung, und die Oberflächentemperatur
zur Berechnung der notwendigen Solekonzentration einbezogen worden. Aus den
Messdaten des gesamten Kalenderjahres 2009 wurden die Daten der Wintermonate Jänner, Februar,
März, November und Dezember ausgewertet. Die Eingangsdaten lagen in einem Intervall von fünf Minuten
vor und sind in den Abb. 59/56 als Stundenmittel dargestellt. Weiters erfolgte eine Trennung der
Niederschlagstage von den Tagen ohne Niederschlag zur Trennung von zwei wichtigen Einflussgrößen:
● Die Wärmeenergie, die der Niederschlag während seiner Dauer der Fahrbahn entzieht bzw. zuführt
bewirkt eine teilweise Angleichung der Fahrbahntemperatur an die Temperatur des Niederschlages
und unterscheidet sich signifikant von Trockentagen mit/ohne Reifbildung
● Da der Himmel bei Niederschlägen bzw. Schneefällen bedeckt ist, kann auch der Einfluss der
Strahlungsenergie der Sonne weitgehend ausgeschlossen werden. Eine Trennung von heiteren
Tagen und Tagen mit Bewölkung ohne Niederschlag war aufgrund fehlender meteorologischer
Messdaten nicht möglich. Für die Zwecke des Winterdienstes sind allerdings die Tage mit Niederschlag
entscheidend, für welche die entsprechenden Daten vorlagen.
In Abb. 59 sind die Temperaturdifferenzen der trockenen Tage und in Abb. 60 jene der Niederschlagstage
des Monats Januar 2009 dargestellt. Temperaturdifferenzen beziehen sich auf die Abweichung
der Fahrbahntemperatur von der Lufttemperatur (positive Differenz = Fahrbahn wärmer).
Die Zusammenhänge sind in allen anderen Monaten generell gleich, lediglich Temperaturniveau und
Zeitpunkt der Aufwärmung durch die Sonneneinstrahlung verschieben sich. Über den angegebenen
Konfidenzintervall in den Diagrammen kann die Streuung der Temperaturabweichung von jener der
Fahrbahn bzw. die Zuverlässigkeit einer auf diesen Werten basierenden Prognose angegeben werden.
Zusätzlich zu den Temperaturverläufen und Konfidenzintervallen sind auch alle Stundenmittel als
Punkte aufgetragen, um die Abweichung einzelner Werte inkl. Messfehler nachvollziehbar abzubilden.
An trockenen Tagen (Abb. 59) ist ein klar erkennbarer Anstieg der Temperaturdifferenz in der Zeit
der intensivsten Sonneneinstrahlung um die Mittagszeit zu erkennen. Über den gesamten Tagesverlauf
fällt die Temperaturdifferenz insgesamt positiv aus d.h. die Fahrbahn ist durchgehend wärmer als die
Luft. Im gesamten Jänner 2009 lag die geringste Temperaturdifferenz nur bei etwa -1,2°C, womit die
Gefahr von anfrierendem Niederschlag sehr gering war. Bei heiterem Wetter ist die Fahrbahntemperatur
zu Mittag im Schnitt um knapp 3°C höher als die Lufttemperatur, sinkt dann jedoch rapide durch
Verschattung der Fahrbahn bzw. generell durch den Sonnenuntergang ab. Aufgrund der gebirgigen
Topografie und der damit schon um etwa 13:00 Uhr einsetzenden Verschattung in Golling kommt es zu
einem starken Temperaturabfall in der Zeit danach bis in die Morgenstunden. Der starke Einfluss der
Sonneneinstrahlung und des Windes kann durch bauliche Maßnahmen an einer Straße (z.B. Lärmschutz),
Bewuchs, Topographie etc. große Unterschiede im Tagesverlauf verursachen. So trocknen
etwa Strecken mit Lärmschutzwänden wesentlich langsamer als benachbarte Abschnitte auf.
Etwas anders sieht die Sache bei Niederschlagstagen im selben Zeitraum aus (Abb. 60). Hier bleibt
die Differenz zwischen Luft- und Fahrbahntemperatur für das 95% Konfidenzintervall unter +/- 1°C mit
Ausnahme der Mittagszeit von 11:00 - 15:00 Uhr. Um die Mittagszeit liegt die mittlere Fahrbahntemperatur
im Mittel um 1,0 - 1,5°C höher als die der Umgebungstemperatur. Die im Vergleich zu trockenen
Tagen wesentlich geringere Temperaturdifferenz an Niederschlagstagen zeigt, dass durch den Niederschlag
(und fehlende Sonneneinstrahlung) eine weitgehende Angleichung der Temperaturen erfolgt.
Problematisch an Niederschlagstagen können aber z.B. beobachtete Ausreißer mit einer Temperaturdifferenz
von etwa -3,5°C sein, da diese Differenz im Winterdienst gleichbedeutend mit gefrierendem
Regen bzw. Glatteisgefahr ist. Dies bedeutet, das Regen mit einer Temperatur um die 0°C auf
eine wesentlich kältere Fahrbahn auftrifft und dort praktisch unmittelbar zu Eis gefriert. Diese schnell
wachsende Eisdecke ist durch den Winterdienst kaum in den Griff zu bekommen und verlangt den
präventiven Einsatz von hohen Streumengen bei möglichst kurzer Umlaufzeit und kann in Extremfällen
bis zu temporären Sperren einzelner Straßenabschnitte führen. Weiters werden in solchen Fällen eine
genaue Einsatzplanung anhand der Wetterprognosen sowie Glättewarnungen zielführend sein.
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