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Messung und Modellierung der Schneeverteilung
Die Untersuchung der räumlichen und zeitlichen Variabilität der alpinen Schneedecke ist für die Beurteilung der Lawinengefahr sowie für die Abschätzung bestehehender hydrologischer Resourcen alpiner Einzugsgebiete entscheidend. Um die räumliche Variabilität der Schneedecke besser verstehen zu können, ist es notwendig die Schneehöhe in hoher Auflösung zu messen, sowie die vorherrschenden meteorologischen Bedingungen zu erfassen.
Diese Variabilität der Schneedecke wird durch die Verfrachtung des Schnees durch Wind und die lokale Energiebilanz an der Schneeoberfläche gesteuert. Die treibende Kraft für den Transport von Schnee ist das bodennahe Windfeld, welches durch die komplexe Topographie des Untergrundes modifiziert wird. Zudem verursacht diese Modifikation des Windfeldes unregelmässige Ablagerungen des Niederschlages im Gelände.
Um die räumliche Variabilität der Schneedecke besser verstehen zu können, ist es notwendig die Schneehöhe in hoher Auflösung zu messen, sowie die vorherrschenden meteorologischen Bedingungen zu erfassen. Hierfür wurde ein neues Versuchsgebiet am Wannengrat ins Leben gerufen. Dort werden an sieben automatische Wetterstationen und mindestens 19 mobile Sensorscope Stationen (SwissEx) Wind, Temperatur und Strahlung erfasst. Diese meteorologischen Daten werden benötigt um numerische Modelle zu initialisieren und zu validieren.
Ausserdem ermöglichen es LIDAR Messungen der Schneehöhe die Entstehung und Entwicklung der räumlichen Ablagerungsmuster des Schnees im Versuchsgebiet zu messen und schliesslich wiederkehrende Muster der Schneedeposition zu erkennen. Die treibenden Prozesse, die zu der entsprechenden Variabilität der Schneedecke führen, sollen hingegen mit Hilfe numerischer Modellrechnungen identifiziert und quantifiziert werden. Hierfür berechnen wir das lokale Windfeld sowie die Schneeverfrachtung in einer hohen Gitterauflösung von wenigen Metern. Zur Berechnung des Strömungsfeldes verwenden wir das atmosphärische Modell ARPS (Advanced Regional Prediction System, Center for Analysis and Prediction of Storms - Universität Oklahoma). Mit diesem Modell können Simulationen auf verschiedenen Skalen durchgeführt werden. Die berechneten Ströumgsfelder werden als dreidimensionaler Input für das physikalisch basierte Oberflächenprozessmodell ALPINE3D verwendet. Somit kann räumliche Schneeverteilung für das Untersuchungsgebiet für unterschiedliche Verfrachtungsereignisse simuliert werden. Hierfür werden die Prozesse der Schneeverfrachtung - Saltation, Suspension - und preferentielle Ablagerung des Niederschlags sowie die lokale Energiebilanz der Schneeoberfläche berechnet.