6. Workshop Alpine Hydrologie

Das operationelle Monitoring und Forecasting der Schneemengen und ihrer raumzeitlichen Verteilung im Hochgebirge ist essenziell für eine nachhaltige Wasserwirtschaft und für die Reduktion von Hochwasser- und Dürrerisiken. Aufgrund einer oftmals unzureichenden Prozessdarstellung sowie möglicher unrealistischer Niederschlagsdaten bleibt die operationelle hydrologische Modellierung in Gebirgsregionen herausfordernd. In dieser Studie assimilierten wir aus Sentinel-1 C-Band SAR abgeleitete Schneehöhen (500 m Auflösung) in der hydrologischen Modellierung hochalpiner Einzugsgebiete in Österreich. Das dazu verwendete Sentinel-1-Schneehöhenprodukt zeigt insgesamt eine gute Übereinstimmung mit Schneehöhenmessungen an 27 meteorologischen Stationen in Österreich (r = 0,88; MAE = 22,3 cm) und photogrammetrischen Aufnahmen im Dischma-Gebiet in der Schweiz (r = 0,72; MAE = 69 cm). Mit dem konzeptionellen hydrologischen Modell COSERO, angetrieben durch das meteorologische INCA-Produkt, simulierten wir dreizehn hochalpine Einzugsgebiete in fünf Regionen der österreichischen Alpen (2016–2024, 500 m räumliche und stündliche Auflösung), jeweils mit unkorrigierten INCA-Daten und mit zusätzlich assimilierten Schneehöhen. Gegenüber der Simulation mit den unkorrigierten INCA-Daten erhöhte die Simulation mit der Schneehöhen-Assimilation den Median-NSE von 0,75 auf 0,82, den KGE von 0,62 auf 0,83, und verringerte das mediane Abflussdefizit von −23,1% auf −3,9%. Die assimilationsgetriebene Simulation korrigierte das winterliche Niederschlagsdefizit der INCA-Daten und verbesserte somit die Schneedeckensimulation und Abflussvorhersage. Besonders ausgeprägt war dies in schneearmen Jahren, die im Zuge der Klimaerwärmung häufiger werden, wodurch der Ansatz künftig an Bedeutung gewinnt. Genauere Abflussprognosen ermöglichen eine bessere Einsatzplanung und Steuerbarkeit von Wasserkraftwerken sowie ein effektiveres Hochwasser- und Dürremanagement.  Zudem führt eine realistischere Abbildung der Schneedecke im hochalpinen Raum potenziell zu verbesserten Simulationsergebnissen von Evapotranspiration, Bodenfeuchte und Grundwasserneubildung. Die Assimilation Sentinel-1-basierter Schneehöhen ist vielversprechend für die operationelle hydrologische Modellierung, insbesondere in nicht instrumentierten Einzugsgebieten, und ließe sich weltweit in Gebirgsregionen oberhalb der Baumgrenze anwenden.