積雪水文学

積雪水文学は、季節積雪の蓄積、変成、融解を研究する学問分野であり、冬の降水を貯蔵し、春と夏に流出水として放出します。

Definition

積雪水文学は、地表面における積雪の蓄積、貯蔵、変成、融解、およびそれらが河川流量と水資源にもたらす寄与に関心を持つ水文学の一分野です。

Scope

このトピックは、水文学的貯水池としての積雪、そのエネルギー収支と融解、積雪水当量（SWE）の測定と推定、および流出と水供給における融雪の役割を扱います。これは、集水域水文学の雪氷圏の構成要素を扱い、降雨駆動型流出を補完します。

Core questions

• 積雪はどのように水を貯蔵し、放出するのでしょうか？
• 融雪の速度を制御する要因は何ですか？
• 積雪水当量（SWE）はどのように測定および推定されますか？
• なぜ融雪は多くの地域で水供給にとって重要なのでしょうか？

Key concepts

• 積雪水当量（SWE）
• 積雪の蓄積と変成
• 積雪のエネルギー収支
• 温度指数融解モデル
• 融雪流出
• 積雪とリモートセンシング

Key theories

積雪のエネルギー収支と融解

融雪は積雪表面でのエネルギー収支によって支配され、正味放射と乱流フラックスが積雪を成熟させ融解させるエネルギーを供給します。エネルギー収支モデルとより単純な温度指数モデルは融解速度を予測します。

温暖化における融雪と水資源

季節積雪は、冬の降水を暖かい季節に移行させる自然の貯蔵庫として機能します。温暖化は積雪を減少させ、融解を早めるため、積雪に依存する地域での水利用可能性を脅かしています。

Mechanisms

積雪は冬の間に蓄積し、降水を積雪水当量として貯蔵し、より密度の高い成熟した積雪へと変成します。融解は、正味放射と熱の乱流交換が支配的なエネルギー収支によって積雪が融点に達したときに始まります。その後、融雪水は積雪中を浸透して流出し、寒冷地や山岳地の集水域では、しばしばその年の主要な河川流量ピークを生み出します。

Clinical relevance

融雪は山岳地帯や高緯度地域で大量の水を供給するため、積雪水文学は春の流出と洪水予測、貯水池運用と灌漑計画、水力発電、そして温暖化する気候が積雪を減少させ、水供給のタイミングを変化させている状況の評価の基盤となります。

History

運用的な積雪調査と積雪観測路の測定は、20世紀初頭に水供給を予測するために開発されました。それ以来、エネルギー収支と温度指数融解モデリング、衛星による積雪域マッピング、そして気候変動による積雪減少への懸念が、現代の積雪水文学を形成してきました。

Key figures

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

Seminal works

• dingman2015
• dewalle2008
• barnett2005

Frequently asked questions

積雪水当量（SWE）とは何ですか？

積雪水当量（SWE）とは、積雪が完全に融解した場合に生じる水の深さのことです。積雪の密度は変化するため、積雪の深さだけよりも水供給にとってはるかに重要な、積雪中に貯蔵されている実際の水の量を測定します。

なぜ融雪は水供給にとって重要なのでしょうか？

多くの山岳地帯や高緯度地域では、冬の積雪が降水を貯蔵し、春と夏に徐々に放出することで、自然に乾季を乗り切る役割を果たします。このため、積雪は重要な貯水池であり、温暖化によるその減少は下流の水利用可能性を脅かしています。