Einfluss meteorologischer Eingangsdaten auf Alpine3D-Simulationen in hochalpinen vergletscherten Einzugsgebieten
(2) Institute of Meteorology and Climatology, Department of Ecosystem Management, Climate and Biodiversity, BOKU University
Abstract
Hydrologische Prozesse in hochalpinen, teilweise vergletscherten Einzugsgebieten, werden maßgeblich durch Schneeakkumulation und -ablation sowie Gletscherschmelze gesteuert. Ziel dieser Studie ist es, den Einfluss unterschiedlicher meteorologischer Eingangsdaten in hochalpinen Einzugsgebieten im Ostalpenraum zu beschreiben und zu quantifizieren. Dazu wird Alpine3D, ein physikalisch-basiertes Schneedeckenmodell, mit vollständiger Energiebilanzberechnung, im Zeitraum 2001–2020 mit den meteorologischen Variablen Lufttemperatur, Luftfeuchte, Niederschlag, Strahlung und Wind in stündlicher Auflösung angetrieben.
Verglichen werden drei meteorologische Forcing-Varianten, die sich in räumlicher Auflösung und Aufbereitung unterscheiden: (i) Stationsdaten der Geosphere Austria, die mit dem in Alpine3D integrierten MeteoIO-Modul räumlich interpoliert werden, (ii) ein hochaufgelöstes Grid-Produkt basierend auf SPARTACUS-Daten der Geosphere Austria sowie (iii) das vielfach verwendete Reanalyseprodukt ERA5-Land (räumliche Auflösung ca. 9 km). Im Gegensatz zu vereinfachten temperaturbasierten Schmelzansätzen, hängt die Schnee- und Gletscherschmelzmodellierung in Alpine3D nicht nur von Lufttemperatur und Niederschlag ab, sondern auch wesentlich von kurz- und langwelliger Strahlung sowie der topographischen Repräsentation (Hangneigung, Exposition, Abschattung). Entsprechend werden Unterschiede in der räumlich-zeitlichen Darstellung dieser Antriebsgrößen zwischen den Datensätzen analysiert und deren Auswirkungen auf die simulierte Schneedeckendynamik, Gletschermassenbilanz, sowie der Abflussgenerierung quantifiziert.
Die Modellergebnisse werden anhand unabhängiger Beobachtungsdaten evaluiert: Gletscher-Massenbilanzen, satellitenbasierte Schneebedeckungskarten für die Ausschmelzperiode sowie auf hydrologische Jahre basierende Abflussinformationen.
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