Bedre estimering af snefaldsdybde på afstand

Nedbør, der falder på jorden i flydende form, kan måles med relativt høj nøjagtighed. Så snart det bliver til snefald, imidlertid, forskellige vanskeligheder opstår. For bjergområder, mængden af ​​sne er en vigtig oplysning. Det tjener til at vurdere faren for laviner, at planlægge vejrydning eller at bestemme smeltevandsmængder, der har stor indflydelse på vandkraftproduktionen. Bestemmelse af snemængder involverer en række forskellige foranstaltninger, såsom manuelle målinger af menneskelige sneobservatører eller fuldautomatiske målestationer, og hver af disse kommer med forskellige fordele og ulemper. I områder udsat for hård vind, automatiserede målinger af nedbør og snedybde er nogle gange upålidelige. Manuelle målinger udføres normalt kun én gang om dagen. Det østrigske centralinstitut for meteorologi og geodynamik (ZAMG) driver automatiserede snedybdemålingsstationer i hele Østrig.

I de seneste år, disse stationer er blevet suppleret med optiske snesensorer med laserteknologi, der kan måle snedybden hvert tiende minut. Kombination af nedbørsmålingsdata med vejrradarmålinger gør det muligt at bestemme den samlede mængde nedbør i en given region. Ikke desto mindre, resultaterne har en tendens til at være unøjagtige, især om vinteren. Med hjælp fra finansiering fra Gottfried og Vera Weiss Science Foundation, som administreres af den østrigske videnskabsfond FWF, den Innsbruck-baserede hydrolog og meteorolog Kay Helfricht har nu analyseret dataene fra lasermålestationer for snedybde for at opdage og rette fejl.

Sneen vil lægge sig

"Vi ved, at den faktiske mængde nedbør generelt er undervurderet i tilfælde af snefald, " forklarer hovedefterforsker Helfricht. "Af denne grund, korrektionsfaktorer bruges på den målte værdi i standardprodukter til at bestemme fordelingen af ​​nedbør." Fejlen opstår, for eksempel, når sneen fordamper på det opvarmede måleapparat eller driver væk på grund af vindeksponering.

For at beregne mængden af ​​nedbør på basis af højden af ​​ny sne, man skal også kende sneens tæthed, hvilket er en ekstra udfordring. "Tætheden af ​​nysne kan variere meget. Rækkevidden er overvejende mellem 50 og 150 kg pr. kubikmeter, " siger Helfricht. Aflæsninger leveret af sneobservatører bruges til at vurdere variation i ny snetæthed, men selv det giver ikke tilstrækkelig nøjagtighed, bemærker Helfricht:"De daglige målinger udføres ikke nødvendigvis under snefald, hvilket betyder, at sneen kan have lagt sig før målingen på grund af varme, sin egen vægt eller solstråling."

Ikke nok nedbør på målestationer

Hvordan fejl i nedbørsmålinger kunne korrigeres er allerede undersøgt i internationale undersøgelser, men disse undersøgelser var også afhængige af individuelle, veludstyrede målestationer. Kay Helfricht gik et skridt videre og undersøgte systematisk over 70 ZAMG vejrstationer udstyret med lasermåleapparater. Det lykkedes ham at beregne den aktuelle mængde nedbør ud fra snedybdedataene ved at bruge de korte intervaller på en time eller mindre mellem målingerne. Efterfølgende meteorologen fokuserede på stationer, der ofte giver unøjagtige resultater. Helfricht blev allerede opmærksom på dette fænomen, da han skrev sin afhandling om modellering af snedække i høje bjerge:"Jeg bemærkede, at nedbørsmåling har en tendens til at fungere dårligt på meget udsatte stationer. Der er stationer, der ikke ser ud til at levere nogen målinger, der er repræsentative for det omkringliggende område. ."

Helfricht forklarer, at størstedelen af ​​målinger fra stationer med systematisk underfangst kan korrigeres passende. I sit projekt demonstrerede han, om og på hvilken måde dette er muligt for hver af de undersøgte stationer. Dette er vigtigt for alle applikationer, der bruger vejrradar til at simulere mængden af ​​ny sne. De gør det ved at forbinde målinger af reflektivitet i luften med målinger af nedbør på jorden. Hvis sidstnævnte er defekt, fejlen overføres til hele regionen. Helfricht samarbejdede tæt med ZAMG om dette projekt. Institutionen bruger resultaterne til yderligere at forbedre kvaliteten af ​​nedbørsmålinger.