Wie viel Wasser fliesst ab, wenn es auf eine Schneedecke regnet?

Im Frühling kommt es nicht selten vor, dass es auf eine bestehende Schneedecke regnet. Meist kann sie zunächst einen Teil des Regens aufnehmen und verringert somit anfänglich die Menge an abfliessendem Wasser. Wenn es jedoch lang und intensiv regnet oder die Schneedecke wie im Frühling üblich bei Einsetzen des Regens bereits vollständig durchfeuchtet ist, kann zusätzlich Schnee schmelzen und die Abflussbildung verstärken.

Auch im Herbst kann es zu kritischen Bedingungen kommen – wie im Oktober 2011 als nach heftigen Regenfällen und gleichzeitiger Schmelze des kurz zuvor gefallenen Schnees zahlreiche Strassen und Schienen überflutet wurden. Das Hochwasser vom Oktober 2011 hat es deutlich gezeigt: Wir wissen noch zu wenig, wie sich Starkniederschläge auf die Schneedecke auswirken, um solche Ereignisse genau vorhersagen zu können. Forschende des SLF untersuchten deshalb über 1000 vergangene Ereignisse, bei denen Regen auf Schnee gefallen ist, anhand von Daten der IMIS-Wetterstationen und Niederschlagsmessungen der MeteoSchweiz. Sie benutzten diese Daten einerseits, um zu identifizieren, wo und wann es in den letzten 16 Jahren massgeblich auf eine Schneedecke geregnet hatte. Andererseits verwendeten sie sie auch, um mit Hilfe des Schneedeckenmodells SNOWPACK Schneedeckenprozesse wie Schmelze, Veränderung der Schneedecke oder Wasseraustritt in den Boden für diese Ereignisse zu untersuchen – und so den jeweiligen Einfluss der Schneedecke auf die Abflussbildung zu bestimmen.

Hochwasservorhersage verbessern

Bei den meisten untersuchten Ereignissen steuerte der Regen einen Grossteil der Abflussmenge bei. In einzelnen Fällen machte die Schneeschmelze aber bis zu 70 % des Abflusses aus. Dabei trugen vor allem folgende Faktoren zu einer erhöhten Abflussbildung: Lang anhaltende Regenereignisse, räumlich homogene Schneedeckeneigenschaften zu Ereignisbeginn, hohe Lufttemperaturen und Windgeschwindigkeiten sowie Schneedeckeneigenschaften, die ein schnelles Einsetzen des Schneedeckenabflusses begünstigten. Aus der Kombination von Regen auf die Schneedecke ergeben sich aber nicht zwingend kritische Situationen. Vielmehr ist die Abflussbildung das Resultat aus einer Vielzahl von Prozessen auf unterschiedlichen räumlichen Skalen. Eigenschaften wie Schneedeckenmächtigkeit, -schichtung, und ‑feuchte haben einen grossen Einfluss darauf, ob eine Schneedecke Regen zurückhält oder zusätzliches Schmelzwasser die Abflussbildung verstärkt.

Die Ergebnisse dieser Studie helfen mit, die Modelle des schneehydrologischen Diensts am SLF zu verbessern und damit bevorstehendeEreignisse, bei den Regen auf Schnee fällt, besser einschätzen zu können. Diese Verbesserungen wiederum fliessen direkt in die die operationelle Hochwasservorhersage des Bundes ein.