世联翻译公司完成研究报告-造雪时间的计算方法德语翻译

Bei der, auch für die maschinelle Schneeerzeugung relevanten, Eiskristallbildung über die

heterogene Nukleation sind die vier folgenden wichtigen Mechanismen (Fukuta und Schaller, 1981)

zu unterscheiden:

•immersion-freezing: Ein Eiskeim liegt in einem Wolkentropfen welcher selbst unter 0°C abkühlt und dann gefriert. Der Gefrierzeitpunkt wird alleine durch die Natur des Eiskeims bestimmt.

•contact-nucleation: Ein Eiskeim kommt mit der Oberfläche eines Wassertropfens in Berührung und initialisiert den Gefrierprozess.

•condensation-freezing: Wasserdampf kondensiert auf der Oberfläche eines Eisteilchens und beginnt danach zu gefrieren.

•deposition: Wasserdampf beginnt sich auf einem Eiskeim molekular anzulagern und zu gefrieren, es bildet sich ein hauchdünner Eisüberzug durch direkte Sublimation (ohne Wasserphase).

Aufgrund der starken Abhängigkeit des Vorhandenseins geeigneter Eiskeime von der

Umgebungstemperatur lässt sich bereits vermuten, dass bei wärmeren Verhältnissen, unter

welchen oftmals maschinell beschneit wird (-5° bis 0°C), die Menge der zur Verfügung stehenden

Eisnukleatoren eine entscheidende Rolle spielt und daher wenn möglich beeinflusst wird

An diesem Punkt ist der Prozess der natürlichen Schneeflockenbildung mit dem uns gut bekannten

flockigen, gruppierten Aussehen abgeschlossen. Aufgrund der in der Natur dafür notwendigen

Temperaturen und vor allem relativ langen Zeitkonstanten (zumindest einige Minuten) im Vergleich

zur maschinellen Erzeugung von Schnee, ist leicht einzusehen, dass sich Kunstschnee zumindest

in der Anfangsphase klar von Naturschnee unterscheidet. Ein kurzer Vergleich von Natur- und

Kunstschnee und deren Eigenschaften wird im Kapitel 2.3.6 gemacht. Zusammenfassend sind in

Abbildung 2.4 die Abfolge der Prozesse zur Ausbildung eines Schneekristalls bzw. einer

Schneeflocke unter natürlichen Bedingungen (freie Atmosphäre) dargestellt.

Um den Gefriervorgang während der relativ kurzen Flugphase der Wassertröpfchen zu optimieren,
stehen fünf Möglichkeiten zur Verfügung:
 
• Kühlen des Schneiwassers bis knapp an den Gefrierpunkt. Damit kann der
Energiebetrag, der aus der Verdunstungskälte gewonnen oder den Wassertröpfchen durch
Wärmeleitung an die Umgebung entzogen werden muss, minimiert werden.
 
• Komprimiertes Wasser/Luftgemisch, dass beim Ausblasen aus eigenen, sogenannten
Nukleatordüsen expandiert und so den Luftstrom vorweg mit Eiskeimen anreichert. Kurz
dahinter werden dann die reinen Wassertropfchen in den Luftstrom eingebracht, um an
den vorhandenen Eiskeimen rascher zu gefrieren.
 
• Verwendung von Schneezusätzen im Schneiwasser, diese fungieren als zusätzliche
Eiskeime und beschleunigen die Eiskristallbildung, darüber hinaus kann die
Nukleationstemperatur beim Beschneien um 3°C angehoben werden. (siehe Kapitel 2.3.5)
 
• Erhöhen der Wurfweite. Eiskristalle und Schneekristalle haben je nach Flugzeit des
Wassers/Eises länger Zeit sich auszubilden, zudem wird ein größeres Luftvolumen aus der
Umgebung in den Verdunstungsprozess mit einbezogen. Dies kann durch eine Montage
der Düsen auf erhöhten Punkten (Liftstützen) oder Masten/Stangen erreicht werden.
• Steuerung der Tropfengrösse über den Wasserdruck und die Grösse/Form der
Wasserdüsen.
 
Das Erhöhen der Wurfweite sowie das Verwenden von speziellen Düsenkonstellationen stellt in
den überwiegenden Fällen eine einmalige Entscheidung bei der Erstanschaffung der Geräte dar.
Im täglichen Betrieb aber ist das Steuern der Tröpfchengröße über die Verwendung bestimmter
Düsen bzw. über den Wasserdruck eine der wirkungsvollsten Maßnahmen, die der Schneimeister
setzen kann, um die Geräte optimal an die Umgebungsbedingungen anzupassen und so möglichst
eine gleich bleibende Schneequalität produzieren zu können.
 
Je höher der Wasserdruck und je kleiner die verwendete Düsenöffnung, umso feiner werden die
Wassertropfen zerstäubt, wobei die typischen Tropfengrößen bei der künstlichen Beschneiung die
folgenden sind:
•       Nukleatortropfen:         10 - 50 µm
•       Kleine Tropfen:             50 - 150 µm
•       Mittlere Tropfen:           150 - 500 µm
•       Primär-Wasserstrom:   500 µm – 2 mm
 
Je kälter die Lufttemperatur ist, umso mehr große Düsen können zu geschalten werden, um eine
maximale Schneemenge erzeugen zu können. Bei wärmeren Bedingungen müssen zunehmend
kleine und kleinste Tropfengrößen verwendet werden, um den Flüssigwassergehalt im erzeugten
Schnee möglichst gering zu halten und einer späteren Vereisung der Piste entgegen wirken zu
können. Der Vorteil der kleineren Tropfengrößen ist, dass sie durch das geometrisch bedingte
Verhältnis Radius²/Radius³ von Oberfläche zu Volumen über diese verhältnismäßig größere
Oberfläche viel rascher abkühlen und gefrieren können. Allerdings ist das Verhältnis von
verdunsteter Menge Wasser zur Menge des erzeugten Schnees bei kleinen Tropfen
unvergleichbar hoch, und die Produktion wird bei solchen Bedingungen auch zunehmend
unwirtschaftlich.
Ein weiteres Problem stellt die Windverfrachtung dar, die gerade bei diesen kleinen Tropfen zu
einem weiträumigen Abtransport über die eigentliche Schneifläche hinaus führen kann und damit
die Wirtschaftlichkeit der Schneeerzeugung zusätzlich herab setzt und wertvolles Wasser
verschwendet.
 
2.3.4 Aufbau von Beschneiungsanlagen
 
1. Schneekanone oder Schneilanze
2. Wasserreservoir mit Pumpstation und eventuell Entkeimungsanlage
3. Wasserzuleitungen und Wasserhydranten (Entnahmestelle)
4. Zentrale Energieversorgungsanlage mit Trafostation
5. Stromzuleitungen und lokale Stromanschlussstellen
6. Druckluftzuleitungen und Kompressorstation (nur bei Lanzensystemen)
7. Gebäude zur Lagerung von Schneekanone, Schneilanze und Zubehör
8. Elektronische Steuereinheit und Wetterstation (zentral oder am Schneigerät)
Ein Großteil der Bestandteile einer Beschneiungsanlage ist nicht sichtbar, da diese entweder
unterirdisch verlegt oder aber auch abseits der Pisten installiert werden. Diese versteckten
Systeme machen aber alleine 80–95% der gesamten Investitionskosten aus.