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Universität für Bodenkultur Wien

Institut für Hydrologie und Wasserwirtschaft

Das HyWa an der Umweltforschungsstation Schneefernerhaus

Das Institut für Hydrologie und Wasserwirtschaft (HyWa) der Universität für Bodenkultur (BOKU) führt an der Umweltforschungsstation Schneefernerhaus (UFS) hydrologische Modellierungen, in situ Messungen und fernerkundungsbasierte Untersuchungen durch. Zudem ist das HyWa mit seinen Aktivitäten an der UFS im internationalen Netzwerk GEWEX INARCH engagiert. 

Hydrologie und hydrologische Modellierung

Ein vertieftes Verständnis über den alpinen Wasserkreislauf ist wichtig, da die Wasserressourcen der Gebirge nicht nur für die Wasserversorgung des Alpenraums an sich, sondern auch für die Vorländer eine entscheidende Rolle spielen. Hierzu stehen für das unmittelbare Voralpenland neben der reinen Trinkwasserversorgung, auch die Stromerzeugung durch Wasserkraftwerke, die touristische Nutzung und die ökologische Funktion des Wassers im Fokus. Das HyWa nutzt fortschrittliche Modellansätze, um den alpinen Wasserkreislauf nachzuvollziehen und zu prognostizieren. Das Zugspitzplatt spielt dabei wegen seiner hervorragenden Instrumentierung und der vorliegenden Lysimeterfunktion eine herausragende Rolle als Forschungseinzugsgebiet für die Modellentwicklung und Modellevaluierung.  

Fernerkundungsbasierte Untersuchungen

Im Bereich der Fernerkundung kommen u.a. ein transportabler OPTECH LR LIDAR System, festinstallierte Digitalkameras, sowie Satellitendaten (z.B. Landsat ETM+/OLI, Sentinel-2) zum Einsatz. Mit Hilfe des LIDAR-Instruments, werden fortschrittliche Analysen der raumzeitlichen Dynamik der Schneedecke, u.a. unter Verwendung von Hauptkomponentenananlysen, durchgeführt. Die Kombination aus Vorortaufnahmen und Satellitendaten dient der Kalibrierung und Evaluierung von Sattelitenprodukten. Insbesondere die Kombination aus hochaufgelösten Vorortinformationen in Verbindung mit größerskaligen Satellitendaten kennzeichnet dazu unsere Arbeiten an der Zugspitze. Zudem werden neuartige in situ Messtechniken wie z.B. die Global Navigation Satellite System (GNSS)-basierte Messung des Schneewasseräquivalents und des Flüssigwassergehalts weiterentwickelt und spezielle Methoden z.B. zur Bestimmung der Schneetemperatur getestet. Herkömmliche Methoden zur Messung der Schneetemperatur beruhen auf multiplen Punktmessungen. Mithilfe der Distributed Temperature Sensing (DTS)-Technologie ist es möglich,  eine vertikal und horizontal verteilte sowie zeitlich hoch aufgelöste Erfassung der Temperatur vorzunehmen.

Internationales Netzwerk GEWEX INARCH

Das International Network for Alpine Research Catchment Hydrology (INRACH), ein GEWEX Crosscutting-Projekt (https://www.usask.ca/inarch/), zielt darauf ab, bisherige Limitierungen im Bereich der alpinen Hydrologie durch die Zusammenarbeit von derzeit ca. 20 alpinen Einzugsgebieten zu überwinden. Die grundlegenden Fragestellungen, die innerhalb dieses Projektes adressiert werden sollen, sind: 

  • Wie unterschiedlich sind die Messstandards und Messlayouts für Feldarbeiten in den verschiedenen alpinen Einzugsgebieten und müssen Unterschiede in den Modellkonzepten aufgrund der verschiedenen Messstandards angenommen werden? 

  • Wie ändert sich die Vorhersagbarkeit, Unsicherheit und Sensitivität der Wasser- und Energieflüsse unter Klimawandelbedingungen in verschiedenen Gebirgslagen der Erde und in unterschiedlichen Regionen? 

  • Welche Verbesserungen in der Beschreibung der hochalpinen Wasser- und Energieflüsse können über eine bessere Beschreibung der zugrundeliegenden Physik erreicht werden? 

  • Weisen die bisher bekannten Modellansätze eine globale Validität auf und sind sie transferabel und aussagekräftig für verschiedenen Gebirgsräume? 

  • Sind die existierenden Modelle flexibel genug, um den beobachteten Wandel in Hinblick auf Art und Dauer der Schneedecke, Bodenfrost, den Rückgang von Gletschern und Albedo-Unterschieden etc. zu beschreiben? 

 

Kontakt: 

Abbildungen

a) Modellierte Schneewasseräquivalentverteilung im Bereich des Zugspitzplatts am 22.06.2006, berechnet mit dem Modell Alpine3D; b) Modellierte Schneehöhenverteilung zum gleichen Zeitpunkt.  

a) LIDAR Schneedeckenabdeckung im Bereich des Zugspitzplatts; b) Kalibriertes, NDSI-basiertes Landsat-Schneedeckenprodukt.  

a) DTS-Installationsaufbau zur Erfassung der Temperaturverteilung in einem Schneebedeckten Hang im Bereich der Lawinenverbauung an der UFS; b) Tageszeitlicher Temperaturverlauf in einem Schneeprofil (115cm).