Der Einfluss von Schneedeckeneigenschaften auf die Abflussgenerierung während Regen-auf-Schnee-Ereignissen

摘要

Regen-auf-Schnee-Ereignisse (RAS) haben in der Vergangenheit zu grösseren Hochwasserereignissen im alpinen und subalpinen Raum geführt. Im Oktober 2011 beispielsweise führte ein solches Ereignis zu schweren regionalen Überschwemmungen in der Schweiz. Es stellt nach wie vor eine grosse Herausforderung dar, die Auswirkung der Schneedecke auf die Abflussbildung für ein bevorstehendes RAS-Ereignis vorherzusagen. Einerseits sind die Prozessabläufe sehr komplex und variabel, andererseits fehlen im Normalfall hinreichend genaue Daten, um die Prozessabläufe detailliert beurteilen zu können. In der vorliegenden Arbeit wurde das physikalisch basierte Schneedeckenmodell SNOWPACK verwendet, um Schneedeckenprozesse während mehr als 1000 historischen RAS-Ereignissen an Stationsstandorten bzw. 191 Ereignissen über ganze Einzugsgebiete in der Schweiz nachbilden zu können. Die daraus resultierenden Simulationen der Massen- und Energiebilanz sowie des Flüssigwassertransports wurden dazu verwendet, Abflussbildungs-Charakteristiken während RAS-Ereignissen zu untersuchen. Dabei ist bei den meisten untersuchten Ereignissen die Regenkomponente im Abfluss dominierend, wobei die Schneeschmelze in einzelnen Fällen bis zu 70 % zum Schneedeckenabfluss beitragen kann. Die Hauptenergiequelle für solch hohe Schmelzbeiträge bilden turbulente Wärmeflüsse. Ereignisse mit verstärktem Schneedeckenabfluss waren am häufigsten während der späten Ablationsphase im Frühsommer und teilweise im Herbst zu beobachten. Die Studie zeigt anhand systematischer Analysen verschiedene meteorologische Faktoren wie auch Schneedeckeneigenschaften auf, die eine verstärkte Abflussbildung während RAS-Ereignisse begünstigen.