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Niederschlagsverteilung

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Der Schnee ist im Gebirge sehr ungleichmässig verteilt, häufig treten auf kleinem Raum grosse Unterschiede auf. Es ist wichtig diese Variabilität zu kennen, um die Verfügbarkeit von Wasserressourcen für die Stromerzeugung oder auch die Hochwasserwarnung abzuschätzen und um das Lawinenrisiko zu prognostizieren.

 

Mit Wetterradaren kann man die Niederschlagsmenge über grösseren Gebieten messen. Allerdings haben Untersuchungen gezeigt, dass sich der Niederschlag einige hundert Meter über Grund sehr viel gleichmässiger verteilt, als die Schneeablagerungen am Boden. Dafür sind viele mögliche Ursachen denkbar: Windrichtung und Wetterlage, Geländeformen und Hangneigung, etc…

Auf einer Skala von etwa hundert Metern können wir die Variabilität der Schneeverteilung am Boden durch statistische Modelle schon jetzt recht gut abbilden. Als erklärende Einflussgrössen dienen Eigenschaften des schneefreien Geländes, wie z.B. Steilheit, Exposition, Höhenlage oder Oberflächenrauigkeit. Diese Grössen können aus einem digitalen Geländemodell abgeleitet werden. Wenn ein statistisches Modell einmal für ein Gebiet kalibriert wurde, ist es möglich, grosse Teile der Variabilität auch ohne Kenntnis der aktuellen Schneeverteilung zu berechnen.

Von einem quantitativen Verständnis der kleinräumigen Verteilung ist die Forschung jedoch noch weit entfernt. Um die kleinräumigen Schneefallmuster in alpinem Gelände zu untersuchen, verfolgen wir im Dischma-Experiment den Weg des Schneepartikels von seiner Entstehung bis hin zur Ablagerung im Gelände.

Bei unseren Untersuchungen unterscheiden wir zwischen Prozessen in  3 verschiedenen Höhenstufen über dem Boden, welche die Niederschlagsverteilung bestimmen und beeinflussen:

1.      In der obersten Höhenstufe interessiert uns die Niederschlagsbildung. Welchen Effekt hat das Gelände auf die Wolkenmikrophysik und die Wolkendynamik? Zum Beispiel kann das Anheben von bodennahen Luftmassen im Luv eines Bergrückens zum Kondensieren und zur lokalen Bildung von Wolken führen. Diese stellen eine zusätzliche Feuchtigkeitsquelle für das Wachstum von aus höheren Luftschichten fallenden Schneeflocken dar. Gleichzeitig muss aber auch das lokale Windfeld berücksichtigt werden, welches die leichten Schneeflocken bevorzugt auf der Leeseite des Hindernisses deponiert.

2.      Bis zu einer Höhe von 200m über dem Boden dominiert der Prozess der präferentiellen Ablagerung. Niederschläge werden bevorzugt auf Leeseiten, z.B. nach dem Überströmen eines Berggrates, abgelagert. Wir untersuchen, welchen quantitativen Effekt das auf die Niederschlagsvariabilität hat.

3.      Am Boden beschäftigen wir uns mit der Schneeverfrachtung, also mit bereits abgelagerten Schneekörnern, die vom Wind wieder aus der Schneedecke gerissen und weitertransportiert werden.

Unser Ziel ist es, diese Prozesse so gut zu verstehen und zu quantifizieren, dass wir sie in hydrologische und meteorologische Modelle integrieren können.

 

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