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Projekt
Beobachtung und Modellierung der räumlichen und zeitlichen Variabilität von Schneeprozesses in der Übergangs-Schneezone
Antragsteller
Professor Dr. Stefan Pohl (†)
Fachliche Zuordnung
Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
Förderung
Förderung von 2010 bis 2015
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 188012580
Die erste Projektphase hat gezeigt, dass es erhebliche räumliche und zeitliche Unterschiede in der Schneedecke des Schwarzwalds einer Mittelgebirgslandschaft mit gemäßigtem Klima gibt. Diese Variabilität hat enorme Auswirkungen auf hydrologische (Hochwasservorhersage, Wasserverfügbarkeit, Wasserkraftnutzung) und ökologische (Länge der Vegetationsperiode, Lebensraum für Tiere) Prozesse. Des Weiteren beeinflusst der Schnee den Energieaustausch zwischen der Erdoberfläche und der Atmosphäre wesentlich. Die Winter in der Studienregion sind durch häufig wechselnde Phasen von Schneeakkumulation und -schmelze gekennzeichnet. Diese Wechsel führen zur beobachteten hohen Schneedeckenvariabilität und erschweren die Modellvorhersage der Schneedeckenentwicklung und der Hochwasserbildung durch Schneeschmelze erheblich. Die erste Phase des Projektes hat eine umfangreiche Feldkampagne entwickelt, um die räumliche und zeitliche Variabilität der Schneedecke und der Oberflächenenergiebilanz zu beobachten. Die Kampagne beinhaltet das Aufstellen von zahlreichen (>100) Schneemessstationen (SnoMoS), die die Schneehöhe und die meisten Faktoren der Schneeschmelzenergiebilanz aufzeichnen. Zusätzlich wurden Zeitraffer Kameras installiert mit denen Informationen zu Schneehöhe, Schneealbedo, Schneeinterzeption in den Baumkronen und Aggregatzustand des Niederschlages gewonnen werden. Weiterhin wurden Pegel installiert, mit denen die räumliche Verteilung der Abflussbildung während Winterhochwässern untersucht werden kann. Die Studie identifizierte Topographie (besonders Höhenlage und Exposition) und Landnutzung (besonders verschiedene Arten von Wald) als hauptverantwortlich für die Entwicklung der Schneedecke. Zusätzlich wurde der große Einfluss von Abschirmungseffekten durch Vegetation und umliegende Topographie aufgezeigt. Die zweite Projektphase plant das aktuelle Messnetz weiter zu betreiben. Die zusätzlich gesammelten Daten werden benutzt werden, um die Zusammenhänge zwischen der räumlichen Verteilung der Schneedecke und der Energiebilanzfaktoren und der Topographie bzw. der Vegetation besser zu verstehen. Darüber hinaus werden die Daten analysiert, um zuverlässige Beziehungen zwischen Klimavariablen und Schneeprozessen wie Schneealbedo und Schneeinterzeption zu etablieren. Die Ergebnisse werden es möglich machen bestehende (Schnee-) Modellalgorithmen für mitteleuropäische Gebiete zu testen und zu verbessern. Es ist weiterhin geplant das Messnetz in Bereichen, die während der ersten Projektphase als besonders variabel identifiziert wurden, zu erweitern und zu verdichten, um die kleinskaligen Prozesse, die für diese extreme Variabilität verantwortlich sind, genauer zu untersuchen. Schließlich wird die zweite Projektphase noch mehr Fokus darauf legen, die erfassten Daten zum Testen und zur Verbesserung von hydrologischen Modellen unterschiedlicher Komplexität, von relativ einfachen Hochwasservorhersage-modellen bis zu hochkomplexen Forschungsmodellen, zu verwenden.
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen
Internationaler Bezug
Kanada, Österreich, Schweiz
