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Schneedecke und Permafrost in den Alpen: Simulationen zur Wechselwirkung

Einfluss der Schneedecke auf die Bodentemperaturen

Lawinenschneereste
Lawinenschneereste im Sommer in der Hangfusslage eines Lawinenhanges am Flüelapass
 
Messungen im Klimalabor
Im Klimalabor des SLF wurden Messungen zur Modellkalibrierung durchgeführt.
 
Bohrlochbohrung
Bohrlochbohrung am Flüelapass für Bodentemperaturmessung (Stump Bohr AG)
 
Schneetemperaturmessung
Felstemperaturmessung am Jungfraujoch

Permafrostvorkommen in den Alpen hängt stark von den klimatischen und topographischen Faktoren ab. Die Schneedecke spielt dabei eine zentrale Rolle, da sie stark isolierend (schlechte Wärmeleitung) und stark reflektierend (hohe Albedo) wirkt. Diese beiden Eigenschaften wirken sich zu unterschiedlicher Jahreszeit unterschiedlich auf die Bodentemperaturen aus: Bei genügend Schnee im Hochwinter verhindert die Schneedecke das Eindringen der kalten Winterluft zum Boden (wärmender Effekt). Bei lange liegen bleibendem Lawinenschnee im Sommer wird die starke sommerliche Sonneneinstrahlung an der Schneeoberfläche reflektiert (kühlender Effekt)

Modell

Um diese Wechselwirkungen als Gesamtes untersuchen zu können, wurde das eindimensionale Schneedeckenmodell SNOWPACK um Bodenschichten erweitert. Mit dieser Bodenversion wird der Einfluss verschiedener Schneedeckenparameter (Schneedichte, Schneehöhe, Dauer der Schneebedeckung etc.) auf die Bodentemperaturen sowie der Einfluss einzelner Bodenparameter (Korngrösse des Bodens, Art des Gesteins) auf den Schneedeckenaufbau untersucht. Ebenfalls wird der Einfluss der Bodenkorngrösse auf die Bodentemperaturen simuliert.


Das Modell wurde mit Labormessungen kalibriert. Die Simulationsergebnisse werden mit Feldmessungen verglichen. Diese umfassen Messungen in der Schneedecke, Boden und Atmosphäre an typischen Permafroststandorten in den Schweizer Alpen.

Klimaszenarien

Mit der Bodenversion des Schneedeckenmodells ist es möglich, die Wechselwirkung Schneedecke-Boden unter verschiedenen klimatischen Bedingungen zu simulieren. Einfache Klimaszenarien wie eine um 2 °C wärmere mittlere Jahrestemperatur können simuliert werden und dabei die Auswirkung auf die Schneedecke und damit auf die Bodentemperaturen untersucht werden.

Literatur

Links

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