Schneemodellierung mit LARSIM Erfahrungen der HVZ Baden- Württemberg, Winter 09/10 und 10/11 LARSIM-Anwenderworkshop Luxemburg 21./22.03.

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Heini Pfaff
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1 Schneemodellierung mit LARSIM Erfahrungen der HVZ Baden- Württemberg, Winter 09/10 und 10/11 Angela Sieber (Hydron GmbH) Dr. Manfred Bremicker (LUBW) LARSIM-Anwenderworkshop Luxemburg 21./

Verwendung des LARSIM-Schneemoduls Antrieb mit umfangreichen Meteo-Messdaten (+ 100 Stationen) Stündliche Berechnung (Ersetzen alter Vorhersage für N und T durch neue Messwerte -> aktuelles

2 Verwendung des LARSIM-Schneemoduls Antrieb mit umfangreichen Meteo-Messdaten (+ 100 Stationen) Stündliche Berechnung (Ersetzen alter Vorhersage für N und T durch neue Messwerte -> aktuelles Wasserdargebot in schneebedeckten Gebieten, aktueller Niederschlag in schneefreien Gebieten Lufttemperaturvorhersage : Meteomedia Niederschlagsvorhersage: best-guess-modell 7-Tages Vorhersage LARSIM-Anwenderworkshop Luxemburg 21./ Folie 2

3 Operationelle Analyse des Schnee-Wasser-Äquivalents (SWÄ) 1x tägl. Interpolation des gemessenen Schnee-Wasser- Äquivalents (Programm HVZ_SnowRegio ) Stationsmessungen Visualisierung zusammen mit Stationswerten LARSIM-Anwenderworkshop Luxemburg 21./ Folie 3

Operationelle Analyse des Schnee-Wasser-Äquivalents 05.01.

LARSIM-Simulation HVZ_SnowRegio LARSIM ggf.

4 Operationelle Analyse des Schnee-Wasser-Äquivalents Vergleich Interpolation aus HVZ_SnowRegio mit LARSIM-Simulation HVZ_SnowRegio LARSIM ggf. Vergleich mit DWD-SNOW4 LARSIM-Anwenderworkshop Luxemburg 21./ Folie 4

Bei Bedarf: Nachführung Schnee-Wasseräquivalent am 07.01.

5 Bei Bedarf: Nachführung Schnee-Wasseräquivalent am ) SWÄ vor Nachführung SWÄ nach Nachführung => HVZ_SNOW_update: Zusammenführen des LARSIM-Schneezustands mit interpolierten Messwerten LARSIM-Anwenderworkshop Luxemburg 21./ Folie 5

6 Auswirkung auf HVZ-interne Vorhersagen, Wasserstand Pegel Gundelsheim / Neckar, Scheitel ~ 810 cm Scheitel ~ 650 cm vor SWÄ-Nachführung nach SWÄ-Nachführung => VHS nach der Nachführung gut => Schmelze gut abgebildet LARSIM-Anwenderworkshop Luxemburg 21./ Folie 6

7 Nur geringe Auswirkungen auf veröffentlichte Vorhersagen, Wasserstand Pegel Gundelsheim / Neckar, VH: ~ 550 cm Absch: ~ 650 cm VH: ~ 550 cm Absch: ~ 600 cm vor SWÄ-Nachführung nach SWÄ-Nachführung LARSIM-Anwenderworkshop Luxemburg 21./ Folie 7

8 Zusammenfassung und Empfehlungen Schneenachführung LARSIM-Modellierung des Schnees sollte weiter verbessert werden Schneenachführung anhand interpolierter, gemessener Schnee- Wasseräquivalente ist wichtige und wirksame Eingriffmöglichkeit ABER: interpolierte Messwerte sind nicht zwangsläufig Non plus ultra Stationsdichte und Repräsentativität der Standorte (Höhenlagen, ev. Verwehungen usw.) hat großen Einfluss. => Beurteilung der Messwerte erforderlich, ggf. Entfernen bestimmter Stationen oder Setzen fiktiver Stationen Nachführung nur bei stationären Schneebedingungen sinnvoll (nicht während Phasen intensiven Schneedeckenauf- oder -abbaus) LARSIM-Anwenderworkshop Luxemburg 21./ Folie 8

9 Erste Ergebnisse für Winter 2010 / 2011 Gebietsweise lag simuliertes SWÄ unter gemessenem, größtenteils jedoch darüber Fehleinschätzungen der Schneedeckenentwicklung häufig bei Lufttemperaturen nahe 0 C Erste Überschätzung der Schneedecke führt häufig zum Aufschaukeln der Überschätzung Wasseräquivalent [mm] LARSIM-Anwenderworkshop Luxemburg 21./ Folie Lufttemperatur [ C] Messwerte WAES Simuliertes WAES Simulierte Lufttemperatur

10 Ansatzpunkte für Verbesserungen der Schneemodellierung Kontrolle N-Messungen!! Reduzierung der operationellen Grenztemperatur Schnee Reduzierung der Sevruk-Korrektur für den systematischen Messfehler Rasterzellen / Teilgebiete in Höhenstufen differenzieren (z.b. Abstufung 100 m, Angabe des Flächenanteils pro Stufe) * ) Expositionszonierung (mehrere Werte pro Teilgebiet mit jeweiligem Flächenanteil) * ) Massentransport (für sehr hoch gelegene Einzugsgebiete relevant, da kontinuierlicher, unrealistischer Aufbau der Schneedecke über mehrere Jahre hinweg möglich) * ) * ) in Kooperation mit LfU Bayern LARSIM-Anwenderworkshop Luxemburg 21./ Folie 10

11 Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit LARSIM-Anwenderworkshop Luxemburg 21./ Folie 11

13 Ursachenforschung: Schneedeckenaufbau und -abbau Winter 10/11... besser gleich richtig... Vergleich SWÄ simuliert (ohne Nachführung) und gemessen (Station Bad Mergentheim) Messwerte WAES Simuliertes WAES Simulierte Lufttemperatur LARSIM-Anwenderworkshop Luxemburg 21./ Folie 13 Wasseräquivalent [mm] Lufttemperatur [ C]

14 HVZ-SnowRegio Externes Programm Keine zusätzlichen LARSIM-Läufe Keine Probleme an Flussgebietsgrenzen Nachführung WHM-Zustand nur bei Bedarf Regionalisierung der SWÄ-Messdaten auf 1 km 2 -Raster Verwendung von Punktmessungen, optional auch Satellitendaten

15 HVZ-SnowRegio Regionalisierung External Drift Kriging: Korrelation der zu regionalisierenden Größe mit einer zusätzlichen (externen) Variablen als Zusatzinformation (Erweiterung zum Ordinary Kriging) Höhenlage als externe Variable (d.h. Höhenabhängigkeit nicht durch feste Beziehung vorgegeben, sondern dynamisch aus verfügbaren Stationen und deren Höhenlage berechnet) Kern-Routinen aus Geostatistical Software Library GSLIB (Deutsch & Journel1998) SWÄ kann unverändert aus der Regionalisierung übernommen werden oder prozentual gewichtet

16 HVZ_SnowUpdate Nachführung (Optimierung) aller Schneegrößen in den WHM-Zustandsdateien auf Grundlage der regionalisierten SWÄ zunächst Nachführung des SWÄ. Es wird berücksichtigt, dass Schneedynamik auf Waldflächen und Freiland unterschiedlich ist Auf Grundlage des Ausmaßes der Nachführung der SWÄ werden alle anderen Schneegrößen korrigiert. Simulierte innere Schnee-Zustände werden möglichst beibehalten

17 Schnee-Messstationen in Baden-Württemberg Grün: Schneestationen mit mehr als 5 Messungen im Winter 10/11 Rot: Schneestationen mit maximal 5 Messungen im Winter 10/11

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