Schneehydrologie

Die Schneehydrologie untersucht die Akkumulation, Metamorphose und Schmelze von saisonalem Schnee, der Winterniederschläge speichert und diese im Frühjahr und Sommer als Abfluss freisetzt.

Definition

Schneehydrologie ist der Zweig der Hydrologie, der sich mit der Akkumulation, Speicherung, Metamorphose und dem Schmelzen von Schnee auf der Landoberfläche und dem daraus resultierenden Beitrag zu Abfluss und Wasserressourcen befasst.

Scope

Dieses Thema behandelt die Schneedecke als hydrologisches Reservoir, ihren Energiehaushalt und ihre Schmelze, die Messung und Schätzung des Schneewasseräquivalents sowie die Rolle der Schneeschmelze bei Abfluss und Wasserversorgung. Es behandelt die kryosphärische Komponente der Einzugsgebietshydrologie und ergänzt den regenbedingten Abfluss.

Core questions

• Wie speichert und gibt die Schneedecke Wasser ab?
• Was steuert die Geschwindigkeit der Schneeschmelze?
• Wie wird das Schneewasseräquivalent gemessen und geschätzt?
• Warum ist die Schneeschmelze in vielen Regionen entscheidend für die Wasserversorgung?

Key concepts

• Schneewasseräquivalent
• Schneedeckenakkumulation und -metamorphose
• Energiebilanz des Schnees
• Temperaturindex-Schmelzmodelle
• Schneeschmelzabfluss
• Schneedecke und Fernerkundung

Key theories

Energiebilanz und Schmelze der Schneedecke

Die Schneeschmelze wird durch die Energiebilanz an der Schneeoberfläche bestimmt, wobei Nettostrahlung und turbulente Flüsse die Energie liefern, um die Schneedecke zu reifen und zu schmelzen; Energiebilanz- und einfachere Temperaturindexmodelle prognostizieren die Schmelzraten.

Schneeschmelze und Wasserressourcen unter Erwärmung

Saisonaler Schnee fungiert als natürlicher Speicher, der Winterniederschläge in die warme Jahreszeit verlagert; Erwärmung reduziert die Schneedecke und verschiebt die Schmelze früher, was die Wasserverfügbarkeit in schneedominierten Regionen bedroht.

Mechanisms

Schnee akkumuliert im Winter, speichert Niederschlag als Schneewasseräquivalent und metamorphosiert zu einer dichteren, gereiften Schneedecke. Die Schmelze beginnt, wenn der Energiehaushalt, dominiert von der Nettostrahlung und turbulenten Wärmeaustauschprozessen, die Schneedecke zum Schmelzpunkt bringt; Schmelzwasser perkolliert dann durch den Schnee und fließt ab, wodurch in kalten und gebirgigen Einzugsgebieten oft der dominierende Abflusspeak des Jahres entsteht.

Clinical relevance

Schneeschmelze liefert einen großen Anteil des Wassers in gebirgigen und hochgelegenen Regionen, daher ist die Schneehydrologie die Grundlage für die Vorhersage von Frühlingsabflüssen und Überschwemmungen, die Planung von Stauseebetrieb und Bewässerung, die Wasserkraft und die Bewertung, wie ein sich erwärmendes Klima die Schneedecken reduziert und den Zeitpunkt der Wasserversorgung verändert.

History

Operationelle Schneeerhebungen und Schneemessungen wurden im frühen 20. Jahrhundert entwickelt, um die Wasserversorgung vorherzusagen; Energiebilanz- und Temperaturindex-Schmelzmodellierung, Satelliten-Schneedeckenkartierung und die Besorgnis über den klimabedingten Rückgang der Schneedecke haben seitdem die moderne Schneehydrologie geprägt.

Key figures

• David R. DeWalle
• Albert Rango
• Dennis P. Lettenmaier

Seminal works

• dingman2015
• dewalle2008
• barnett2005

Frequently asked questions

Was ist das Schneewasseräquivalent?

Das Schneewasseräquivalent ist die Wassertiefe, die sich aus dem vollständigen Schmelzen einer Schneedecke ergeben würde; es misst das tatsächlich im Schnee gespeicherte Wasser, das für die Wasserversorgung weitaus wichtiger ist als die Schneetiefe allein, da die Schneedichte variiert.

Warum ist die Schneeschmelze für die Wasserversorgung wichtig?

In vielen Gebirgs- und Hochbreitenregionen speichert Winterschnee Niederschläge und gibt sie im Frühjahr und Sommer allmählich ab, wodurch die Trockenzeit auf natürliche Weise überbrückt wird; dies macht die Schneedecke zu einem kritischen Reservoir, dessen Rückgang unter Erwärmung die nachgelagerte Wasserverfügbarkeit bedroht.