Das Potential meteorologischer Rasterdatensätze für die Modellierung der Schneedecke alpiner Einzugsgebiete

IF 1.2 4区 环境科学与生态学 Q4 WATER RESOURCES
Daphné Freudiger, B. Frielingsdorf, K. Stahl, Andreas Steinbrich, M. Weiler, Nena Griessinger, Jan Seibert
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Abstract

Interpolierte Rasterdatensatze der Temperatur und des Niederschlags sind eine wichtige Grundlage fur die flachendetaillierte hydrologische Modellierung groserer Einzugsgebiete. Da die Qualitat dieser Datensatze meistens in einer Kreuzvalidierung der verwendeten Stationsdaten bestimmt wird, stellt sich die Frage, wie gut ihre Reprasentativitat im Hochgebirge ist, wo generell die Stationsdichte eher gering ist. Relevant ist hierbei insbesondere die Reprasentativitat meteorologischer Rasterprodukte fur die Modellierung der Schneedecke. Die vorgestellte Analyse vergleicht die interpolierten Tagestemperaturen und -niederschlagshohen HYRAS-TAS/ HYRAS-PRE (ein Produkt des Deutschen Wetterdienstes und der Bundesanstalt fur Gewasserkunde, im Folgenden als HYRAS-Datensatz bezeichnet) mit TabsD/RhiresD (ein Produkt des Schweizer Bundesamts fur Meteorologie und Klimatologie, im Folgenden als MS-Datensatz bezeichnet) fur den Schweizer Teil des Rheineinzugsgebiets fur den Zeitraum 1971 bis 2006. Beide Produkte basieren auf unkorrigierten mittleren Tageswerten fur Temperatur und Niederschlag, die aus ahnlichen Stationsdaten, aber mit unterschiedlichen Interpolationsansatzen bestimmt wurden. Der direkte Vergleich der Daten zeigte systematische Abweichungen insbesondere fur den Niederschlag, weniger jedoch fur die Temperatur. Generell zeigte das HYRAS-Produkt in hoheren Lagen kleinere Tagesniederschlagssummen als das MS-Produkt. In einem weiteren Schritt wurde untersucht, wie sich beide Datensatze bei der Modellierung der Schneedecke verhalten. Dafur wurde mit einem erweiterten Grad-Tag Verfahren (wie es z. B. im HBV-Modell, einem typischen hydrologischen Abflussmodell, verwendet wird) mit beiden Datensatzen das mittlere tagliche Schneewasseraquivalent (SWE) fur 766 Einzugsgebiete mit einer mittleren Flache von ca. 35 km² berechnet. Die so simulierten SWE-Werte wurden dann mit einem unabhangigen Datensatz, dem Schneekartenprodukt des operationellen schneehydrologischen Dienstes des SLF (im Folgenden SLFmap bezeichnet), welches auf taglichen Schneehohendaten und eigenen Schneedeckenmodellen basiert, aggregiert fur jedes Einzugsgebiet verglichen. Der Vergleich mit SLFmap zeigte, dass die HYRAS-angetriebene Modellierung bei der gewahlten Parametrisierung im Allgemeinen die Schneemengen in hohen Lagen (uber 2000 m u. NN) etwas unterschatzte, wahrend die MS-angetriebene Modellierung diese stark uberschatzte. Die Abweichung wurde im Laufe des Winters groser, und wahrend der Fruhlingsmonate April und Mai besonders deutlich. Allgemein war im Hochgebirge die Differenz zwischen den SWEHYR und SLFmap kleiner als die Differenz zwischen den SWEMS und SLFmap. Wahrend das SWE mit dem HYRAS-Produkt allgemein besser modelliert wurde, wies das MSProdukt im Niederschlag und somit auch im SWE eine detailliertere raumliche Struktur auf, welche grundsatzlich besser mit dem auf Schneemessdaten basierenden SLFmap-Datensatz ubereinstimmte. Je nach Anwendungsziele sollten diese Unterschiede bei der Wahl des Produktes fur eine hydrologische Modellierung von Einzugsgebieten bei denen die Schneeabflusskomponente eine grose Rolle spielt berucksichtigt werden.
人为模拟白雪流域的气象成份的潜力
温度和降雨的间隔数据为为一览易用的水源汇集提供了重要的基础。由于这一数据集的质量通常来自对使用过的数据所进行的交叉验证,因此也不妨询问其在高山地区的衰减程度如何。关键是为模拟白雪公主建模的气象设备。想象分析比较了interpolierten徘徊和-niederschlagshohen HYRAS-TAS / HYRAS-PRE(德国气象部门和联邦产品给一个Gewasserkunde(下称HYRAS-Datensatz) TabsD / RhiresD(一定得使用瑞士联邦为气象学和气候学、下称MS-Datensatz)破译瑞士部分Rheineinzugsgebiets为2006年至1971年期间.这两种产品都基于未经修正的中日数值制定的温度和降雨量比较这些数据时,发现有系统的变化,特别是在降雨量方面,而不是温度方面。通常来说,hoheren的鬣狗货比货里的速降速降小。为完成这项工作,小组还做了进一步的工作,为模拟白雪公主的生活做些什么。它被扩大Grad-Tag程序(如.例如HBV-Modell——一个典型的hydrologischen Abflussmodell使用)和两个Datensatzen中间tagliche Schneewasseraquivalent (SWE)为766个用在含水层中平ca . 35公里²计算.然后将这些模拟的瑞典文数据与一个永久性的数据库进行比较,这是SLF(下称SLFmap)所采用的每日下雪数据和它自己的雪层模型。采用SLFmap的对比显示,以参数为标记的海尔斯模拟气候通常为较高位置(公元2000米多)的雪域值较高。冬天的变化幅度很大,在四月和五月的春天尤其明显。总体而言,在高峰地区swanyr和SLFmap的差值大于SWEMS和SLFmap的差值。在SWE更好地为hyera产品建模的时候,mswe呈现出更精细的空间结构,从而也为SWE建立了更完善的基于雪数据的slfmac数据集。根据应用目标,为流域水文建模提供基于下雪要素的变化时,应采用这种方法。
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期刊介绍: Die Zeitschrift “Hydrologie und Wasserbewirtschaftung, HyWa” ist eine deutschsprachige, ISI-gelistete Fachzeitschrift, welche Themen zur Hydrologie und Wasserwirtschaft sowie ökologische Fragestellungen an Gewässern umfassend behandelt. Die Zeitschrift HyWa bietet eine Plattform zur Veröffentlichung von Fachbeiträgen, aber auch für Projektberichte zu aktuellen Entwicklungen aus Wissenschaft und operationeller Anwendung. Das Spektrum der Fachbeiträge entstammt aus den folgenden Themenbereichen: -Hydrologische Prozesse und Kreislaufgeschehen- Bewirtschaftung der Wasservorkommen- Wasser- und Stoffflüsse, Gewässerschutz- Ökologische Studien und Bewertungen- Limnologische Untersuchungen- Entwicklung von Binnen- und Küstengewässern sowie Grund- und Bodenwasser. Zur Veröffentlichung werden nur fachlich fundierte, originäre Artikel zu aktuellen Themen zugelassen. Ein Redaktionsausschuss sowie assoziierte Editoren, bestehend aus Hochschulvertretern sowie Fachleuten aus Bundes und Landeseinrichtungen gewährleisten, dass nur qualitativ hochwertige Fachbeiträge veröffentlicht werden (Peer Review). Die HyWa enthält außerdem einen nachrichtlichen Teil, der über aktuelle Projekte und Studien aus Forschung und Praxis sowie über neue Publikationen informiert.
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