
Schneedecke
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Ohne Schneedecke keine Lawine. Aber ohne Schneedecke auch keine Unterlage für Pulverschneeabfahrten, kein Kälteschutz für Fauna und Flora, keine kühlende Rückkopplung zur Atmosphäre. Diese Aufzählung liesse sich beliebig fortsetzen und zeigt, welch wichtige Rolle die Schneedecke für den Menschen und die Natur spielt.
Die Schneedecke besteht wie eine Crèmeschnitte aus Schichten. Mit jedem Schneefall kommt eine Lage hinzu. Von den ältesten Schichten am Boden bis zu den jüngsten an der Oberfläche erzählt sie so die Geschichte des Winters. Einige Schichten sind so auffällig, dass wir sie noch Wochen später bestimmten Wetterereignissen zuordnen können, z.B. eine dicke Schmelzkruste einem Wärmeeinbruch. Schwache Schichten wie eingeschneiter Oberflächenreif können für erhöhte Lawinengefahr verantwortlich sein. Deshalb wird ihre Entwicklung von den SLF-Beobachterinnen und -beobachtern aufmerksam verfolgt. Um die Vorhersage der Lawinengefahr zu verbessern arbeiten wir daran, den Aufbau der Schneedecke und die Vorgänge, die sich in ihr abspielen, besser zu verstehen und nachzubilden.
Wandelbare Schneedecke
Die Schneedecke ist eine echte Verwandlungskünstlerin: Einmal sinkt man hüfttief ein, das andere Mal bleibt man auf ihr stehen, ohne einzubrechen. Dies sind die Folgen andauernder Veränderungen in der Schneedecke selbst, die von aussen meist verborgen bleiben. Besonders grossen Einfluss auf die Veränderungen hat die Temperatur. Je wärmer der Schnee und je grösser die Temperaturunterschiede zwischen Schneeoberfläche und Boden, umso schneller verändern sich auch die Schneeschichten.
Auch der Wind prägt die Schneeoberfläche (Abb. 1). Er verfrachtet die Schneekörner und schmirgelt sie ab. Er formt harte Windkrusten. Er bläst den Schnee von Kuppen und Rücken, füllt Mulden und Rinnen auf und kann dabei Verkehrswege unpassierbar machen.

Die Grundlagen der Schneeverfrachtung untersuchen wir im Detail im Windkanal des SLF und in Versuchsgeländen. Die Messergebnisse fliessen in Computermodelle ein, welche die Eigenschaften der Schneedecke simulieren.
Strahlung
Die besonderen physikalischen Eigenschaften des Schnees spielen auch für die Schneedecke eine wichtige Rolle. Das blendende Weiss einer frischen Schneeoberfläche zeigt es deutlich: Schnee hat eine hohes Rückstrahlungsvermögen (Albedo). Im sichtbaren Bereich werden 80‑90% des einfallenden Sonnenlichts in die Atmosphäre zurück reflektiert. Zum Vergleich: bei einem Nadelwald sind es 20-50%, bei einer ruhigen Wasserfläche nur 5-25%. Das bedeutet, dass Schnee im Vergleich zu anderen Oberflächen nur einen kleinen Bruchteil der Sonnenenergie aufnimmt. Die Energie, welche trotzdem noch in den Schnee eindringt, beeinflusst dort die Schneemetamorphose.
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Vorlesung: Snowcover: Physics and Modelling
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Dr. Charles Fierz
Gruppenleiter
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Publikationen
Der SLF-Bericht zeigt, wie sich die Gefährdung durch Schneegleiten beurteilen und in einer Lawinengefahrenkarte darstellen lässt.
Calonne, N.; Montagnat, M.; Matzl, M.; Schneebeli, M., 2017: The layered evolution of fabric and microstructure of snow at Point Barnola, Central East Antarctica. Earth and Planetary Sciences Letters, 460: 293-301. doi: 10.1016/j.epsl.2016.11.041
Steger, C.R.; Reijmer, C.H.; Van den Broeke, M.R.; Wever, N.; Forster, R.R.; Koenig, L.S.; Kuipers Munneke, P.; Lehning, M.; Lhermitte, S.; Ligtenberg, S.R.M.; Miège, C.; Noël, B.P.Y., 2017: Firn meltwater retention on the Greenland Ice Sheet: a model comparison. Frontiers in Earth Science, 5: 3 (16 pp.). doi: 10.3389/feart.2017.00003
Korzeniowska, K.; Bühler, Y.; Marty, M.; Korup, O., 2017: Regional snow-avalanche detection using object-based image analysis of near-infrared aerial imagery. Natural Hazards and Earth System Science, 17, 10: 1823-1836. doi: 10.5194/nhess-17-1823-2017
Winstral, A.; Jonas, T.; Helbig, N., 2017: Statistical downscaling of gridded wind speed data using local topography. Journal of Hydrometeorology, 18: 335-348. doi: 10.1175/JHM-D-16-0054.1
Helbig, N.; Mott, R.; Van Herwijnen, A.; Winstral, A.; Jonas, T., 2017: Parameterizing surface wind speed over complex topography. Journal of Geophysical Research D: Atmospheres, 122, 2: 651-667. doi: 10.1002/2016JD025593
Avanzi, F.; Petrucci, G.; Matzl, M.; Schneebeli, M.; De Michele, C., 2017: Early formation of preferential flow in a homogeneous snowpack observed by micro-CT. Water Resources Research, 53, 5: 3713-3729. doi: 10.1002/2016WR019502
Magnusson, J.; Winstral, A.; Stordal, A.S.; Essery, R.; Jonas, T., 2017: Improving physically based snow simulations by assimilating snow depths using the particle filter. Water Resources Research, 53, 2: 1125-1143. doi: 10.1002/2016WR019092
Comola, F.; Kok, J.F.; Gaume, J.; Paterna, E.; Lehning, M., 2017: Fragmentation of wind-blown snow crystals. Geophysical Research Letters, 44, 9: 4195-4203. doi: 10.1002/2017GL073039
Comola, F.; Lehning, M., 2017: Energy- and momentum-conserving model of splash entrainment in sand and snow saltation. Geophysical Research Letters, 44, 3: 1601-1609. doi: 10.1002/2016GL071822
Wiese, M.; Schneebeli, M., 2017: Snowbreeder 5: a micro-CT device for measuring the snow-microstructure evolution under the simultaneous influence of a temperature gradient and compaction. Journal of Glaciology, 63, 238: 355-360. doi: 10.1017/jog.2016.143
Sammonds, P.; Montagnat, M.; Bons, P.; Schneebeli, M., 2017: Microdynamics of ice. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 375, 2086: 20160437 (3 pp.). doi: 10.1098/rsta.2016.0437
Sammonds, P.; Montagnat, M.; Bons, P.; Schneebeli, M., 2017: Ice microstructures and microdynamics. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 375, 2086: 20160438 (5 pp.). doi: 10.1098/rsta.2016.0438
Würzer, S.; Wever, N.; Juras, R.; Lehning, M.; Jonas, T., 2017: Modelling liquid water transport in snow under rain-on-snow conditions – considering preferential flow. Hydrology and Earth System Sciences, 21, 3: 1741-1756. doi: 10.5194/hess-21-1741-2017
Gaume, J.; Van Herwijnen, A.; Chambon, G.; Wever, N.; Schweizer, J., 2017: Snow fracture in relation to slab avalanche release: critical state for the onset of crack propagation. Cryosphere, 11, 1: 217-228. doi: 10.5194/tc-11-217-2017
Haberkorn, A.; Wever, N.; Hoelzle, M.; Phillips, M.; Kenner, R.; Bavay, M.; Lehning, M., 2017: Distributed snow and rock temperature modelling in steep rock walls using Alpine3D. Cryosphere, 11, 1: 585-607. doi: 10.5194/tc-11-585-2017
Maslanka, W.; Leppänen, L.; Kontu, A.; Sandells, M.; Lemmetyinen, J.; Schneebeli, M.; Proksch, M.; Matzl, M.; Hannula, H.; Gurney, R., 2016: Arctic snow microstructure experiment for the development of snow emission modelling. Geoscientific Instrumentation, Methods and Data Systems, 5, 1: 85-94. doi: 10.5194/gi-5-85-2016
Lehning, M.; Mott, R., 2016: Bodennahe atmosphärische Prozesse und ihre Wirkung auf die hochalpine Schneedecke. Promet - Meteorologische Fortbildung, 98: 59-67.
Hagenmuller, P.; Matzl, M.; Chambon, G.; Schneebeli, M., 2016: Sensitivity of snow density and specific surface area measured by microtomography to different image processing algorithms. Cryosphere, 10, 3: 1039-1054. doi: 10.5194/tc-10-1039-2016
Boesch, R.; Bühler, Y.; Marty, M.; ... Ginzler, C., 2016: Comparison of digital surface models for snow depth mapping with UAV and aerial cameras. In: Halounova, L.; Šafář, V.; Raju, P.L.N.; Plánka, L.; Ždímal, V.; Srinivasa Kumar, T.; Faruque, F.S.; Kerr, Y.; Ramasamy, S.M.; Comiso, J.; (Yousif) Hussin, Y.A.; ... Thenkabail, P.S.; Lavender, S.; Skidmore, A.; Yue, P.; Weng, Q. (eds), 2016: XXIII ISPRS congress, commission VIII. XXIII ISPRS congress, Prague, Czech Republic, July 12-19, 2016. 453-458. doi: 10.5194/isprs-archives-XLI-B8-453-2016
Bokhorst, S.; Højlund Pedersen, S.; Brucker, L.; Anisimov, O.; Bjerke, J.W.; Brown, R.D.; Ehrich, D.; Essery, R.L.H.; Heilig, A.; Ingvander, S.; Johansson, C.; Johansson, M.; Jónsdóttir, I.S.; Inga, N.; Luojus, K.; Macelloni, G.; Mariash, H.; McLennan, D.; Rosqvist, G.N.; ... Callaghan, T.V., 2016: Changing arctic snow cover: a review of recent developments and assessment of future needs for observations, modelling, and impacts. Ambio, 45, 5: 516-537. doi: 10.1007/s13280-016-0770-0
Moeser, D.; Mazzotti, G.; Helbig, N.; Jonas, T., 2016: Representing spatial variability of forest snow: implementation of a new interception model. Water Resources Research, 52, 2: 1208-1226. doi: 10.1002/2015WR017961
Capelli, A.; Kapil, J.C.; Reiweger, I.; Or, D.; Schweizer, J., 2016: Speed and attenuation of acoustic waves in snow: laboratory experiments and modeling with Biot's theory. Cold Regions Science and Technology, 125: 1-11. doi: 10.1016/j.coldregions.2016.01.004
Würzer, S.; Jonas, T.; Wever, N.; Lehning, M., 2016: Influence of initial snowpack properties on runoff formation during rain-on-snow events. Journal of Hydrometeorology, 17, 6: 1801-1815. doi: 10.1175/JHM-D-15-0181.1
Wever, N.; Vera Valero, C.; Fierz, C., 2016: Assessing wet snow avalanche activity using detailed physics based snowpack simulations. Geophysical Research Letters, 43, 11: 5732-5740. doi: 10.1002/2016GL068428
Webster, C.; Rutter, N.; Zahner, F.; Jonas, T., 2016: Modeling subcanopy incoming longwave radiation to seasonal snow using air and tree trunk temperatures. Journal of Geophysical Research D: Atmospheres, 121, 3: 1220-1235. doi: 10.1002/2015JD024099
Webster, C.; Rutter, N.; Zahner, F.; Jonas, T., 2016: Measurement of incoming radiation below forest canopies: a comparison of different radiometer configurations. Journal of Hydrometeorology, 17, 3: 853-864. doi: 10.1175/JHM-D-15-0125.1
Revuelto, J.; Jonas, T.; López-Moreno, J., 2016: Backward snow depth reconstruction at high spatial resolution based on time-lapse photography. Hydrological Processes, 30, 17: 2976-2990. doi: 10.1002/hyp.10823
Pellarin, T.; Mialon, A.; Biron, R.; Coulaud, C.; Gibon, F.; Kerr, Y.; Lafaysse, M.; Mercier, B.; Morin, S.; Redor, I.; Schwank, M.; Völksch, I., 2016: Three years of L-band brightness temperature measurements in a mountainous area: Topography, vegetation and snowmelt issues. Remote Sensing of Environment, 180: 85-98. doi: 10.1016/j.rse.2016.02.047
Paterna, E.; Crivelli, P.; Lehning, M., 2016: Decoupling of mass flux and turbulent wind fluctuations in drifting snow. Geophysical Research Letters, 43, 9: 4441-4447. doi: 10.1002/2016GL068171
Lemmetyinen, J.; Schwank, M.; Rautiainen, K.; Kontu, A.; Parkkinen, T.; Mätzler, C.; Wiesmann, A.; Wegmüller, U.; Derksen, C.; Toose, P.; Roy, A.; Pulliainen, J., 2016: Snow density and ground permittivity retrieved from L-band radiometry: application to experimental data. Remote Sensing of Environment, 180: 377-391. doi: 10.1016/j.rse.2016.02.002
Crivelli, P.; Paterna, E.; Horender, S.; Lehning, M., 2016: Quantifying particle numbers and mass Flux in drifting snow. Boundary-Layer Meteorology, 161, 3: 519-542. doi: 10.1007/s10546-016-0170-9
Gallice, A.; Bavay, M.; Brauchli, T.; Comola, F.; Lehning, M.; Huwald, H., 2016: StreamFlow 1.0: an extension to the spatially distributed snow model Alpine3D for hydrological modelling and deterministic stream temperature prediction. Geoscientific Model Development, 9, 12: 4491-4519. doi: 10.5194/gmd-9-4491-2016
Ebner, P.P.; Schneebeli, M.; Steinfeld, A., 2016: Metamorphism during temperature gradient with undersaturated advective airflow in a snow sample. Cryosphere, 10, 2: 791-797. doi: 10.5194/tc-10-791-2016
Griessinger, N.; Seibert, J.; Magnusson, J.; Jonas, T., 2016: Assessing the benefit of snow data assimilation for runoff modeling in Alpine catchments. Hydrology and Earth System Sciences, 20, 9: 3895-3905. doi: 10.5194/hess-20-3895-2016
Wever, N.; Würzer, S.; Fierz, C.; Lehning, M., 2016: Simulating ice layer formation under the presence of preferential flow in layered snowpacks. Cryosphere, 10, 6: 2731-2744. doi: 10.5194/tc-10-2731-2016
Jenicek, M.; Seibert, J.; Zappa, M.; Staudinger, M.; Jonas, T., 2016: Importance of maximum snow accumulation for summer low flows in humid catchments. Hydrology and Earth System Sciences, 20, 2: 859-874. doi: 10.5194/hess-20-859-2016
Lemmetyinen, J.; Kontu, A.; Pulliainen, J.; Vehviläinen, J.; Rautiainen, K.; Wiesmann, A.; Mätzler, C.; Werner, C.; Rott, H.; Nagler, T.; Schneebeli, M.; Proksch, M.; Schüttemeyer, D.; Kern, M.; Davidson, M.W.J., 2016: Nordic Snow Radar Experiment. Geoscientific Instrumentation, Methods and Data Systems, 5, 2: 403-415. doi: 10.5194/gi-5-403-2016
Schweizer, J.; Reuter, B.; Van Herwijnen, A.; Richter, B.; Gaume, J., 2016: Temporal evolution of crack propagation propensity in snow in relation to slab and weak layer properties. Cryosphere, 10, 6: 2637-2653. doi: 10.5194/tc-10-2637-2016
Proksch, M.; Rutter, N.; Fierz, C.; Schneebeli, M., 2016: Intercomparison of snow density measurements: bias, precision, and vertical resolution. Cryosphere, 10, 1: 371-384. doi: 10.5194/tc-10-371-2016
Monti, F.; Gaume, J.; Van Herwijnen, A.; Schweizer, J., 2016: Snow instability evaluation: calculating the skier-induced stress in a multi-layered snowpack. Natural Hazards and Earth System Science, 16, 3: 775-788. doi: 10.5194/nhess-16-775-2016
Steinkogler, W.; Gaume, J.; Löwe, H.; Sovilla, B.; Lehning, M., 2015: Granulation of snow: from tumbler experiments to discrete element simulations. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 120, 6: 1107-1126. doi: 10.1002/2014JF003294
Bühler, Y.; Marty, M.; Egli, L.; Veitinger, J.; Jonas, T.; Thee, P.; Ginzler, C., 2015: Snow depth mapping in high-alpine catchments using digital photogrammetry. Cryosphere, 9, 1: 229-243. doi: 10.5194/tc-9-229-2015
Meijer zu Schlochtern, M.P.; Rixen, C.; Wipf, S.; Cornelissen, J.H.C., 2014: Management, winter climate and plant-soil feedbacks on ski slopes: a synthesis. Ecological Research, 29, 4: 583-592. doi: 10.1007/s11284-014-1141-6
Maysenhölder, W.; Heggli, M.; Zhou, X.; Zhang, T.; Frei, E.; Schneebeli, M., 2012: Microstructure and sound absorption of snow. Cold Regions Science and Technology, 83-84: 3-12. doi: 10.1016/j.coldregions.2012.05.001
Heggli, M.; Köchle, B.; Matzl, M.; Pinzer, B.R.; Riche, F.; Steiner, S.; Steinfeld, D.; Schneebeli, M., 2011: Measuring snow in 3-D using X-ray tomography: assessment of visualization techniques. Annals of Glaciology, 52, 58: 231-236. doi: 10.3189/172756411797252202
Heggli, M.; Frei, E.; Schneebeli, M., 2009: Snow Replica method for three-dimensional X-ray microtomographic imaging. Journal of Glaciology, 55, 192: 631-639. doi: 10.3189/002214309789470932
Sovilla, B.; Bartelt, P., 2002: Observations and modelling of snow avalanche entrainment. Natural Hazards and Earth System Science, 2, 3-4: 169-179. doi: 10.5194/nhess-2-169-2002