Das Potential meteorologischer Rasterdatensätze für die Modellierung der Schneedecke alpiner Einzugsgebiete

Abstract

Interpolierte Rasterdatensatze der Temperatur und des Niederschlags sind eine wichtige Grundlage fur die flachendetaillierte hydrologische Modellierung groserer Einzugsgebiete. Da die Qualitat dieser Datensatze meistens in einer Kreuzvalidierung der verwendeten Stationsdaten bestimmt wird, stellt sich die Frage, wie gut ihre Reprasentativitat im Hochgebirge ist, wo generell die Stationsdichte eher gering ist. Relevant ist hierbei insbesondere die Reprasentativitat meteorologischer Rasterprodukte fur die Modellierung der Schneedecke. Die vorgestellte Analyse vergleicht die interpolierten Tagestemperaturen und -niederschlagshohen HYRAS-TAS/ HYRAS-PRE (ein Produkt des Deutschen Wetterdienstes und der Bundesanstalt fur Gewasserkunde, im Folgenden als HYRAS-Datensatz bezeichnet) mit TabsD/RhiresD (ein Produkt des Schweizer Bundesamts fur Meteorologie und Klimatologie, im Folgenden als MS-Datensatz bezeichnet) fur den Schweizer Teil des Rheineinzugsgebiets fur den Zeitraum 1971 bis 2006. Beide Produkte basieren auf unkorrigierten mittleren Tageswerten fur Temperatur und Niederschlag, die aus ahnlichen Stationsdaten, aber mit unterschiedlichen Interpolationsansatzen bestimmt wurden. Der direkte Vergleich der Daten zeigte systematische Abweichungen insbesondere fur den Niederschlag, weniger jedoch fur die Temperatur. Generell zeigte das HYRAS-Produkt in hoheren Lagen kleinere Tagesniederschlagssummen als das MS-Produkt. In einem weiteren Schritt wurde untersucht, wie sich beide Datensatze bei der Modellierung der Schneedecke verhalten. Dafur wurde mit einem erweiterten Grad-Tag Verfahren (wie es z. B. im HBV-Modell, einem typischen hydrologischen Abflussmodell, verwendet wird) mit beiden Datensatzen das mittlere tagliche Schneewasseraquivalent (SWE) fur 766 Einzugsgebiete mit einer mittleren Flache von ca. 35 km² berechnet. Die so simulierten SWE-Werte wurden dann mit einem unabhangigen Datensatz, dem Schneekartenprodukt des operationellen schneehydrologischen Dienstes des SLF (im Folgenden SLFmap bezeichnet), welches auf taglichen Schneehohendaten und eigenen Schneedeckenmodellen basiert, aggregiert fur jedes Einzugsgebiet verglichen. Der Vergleich mit SLFmap zeigte, dass die HYRAS-angetriebene Modellierung bei der gewahlten Parametrisierung im Allgemeinen die Schneemengen in hohen Lagen (uber 2000 m u. NN) etwas unterschatzte, wahrend die MS-angetriebene Modellierung diese stark uberschatzte. Die Abweichung wurde im Laufe des Winters groser, und wahrend der Fruhlingsmonate April und Mai besonders deutlich. Allgemein war im Hochgebirge die Differenz zwischen den SWEHYR und SLFmap kleiner als die Differenz zwischen den SWEMS und SLFmap. Wahrend das SWE mit dem HYRAS-Produkt allgemein besser modelliert wurde, wies das MSProdukt im Niederschlag und somit auch im SWE eine detailliertere raumliche Struktur auf, welche grundsatzlich besser mit dem auf Schneemessdaten basierenden SLFmap-Datensatz ubereinstimmte. Je nach Anwendungsziele sollten diese Unterschiede bei der Wahl des Produktes fur eine hydrologische Modellierung von Einzugsgebieten bei denen die Schneeabflusskomponente eine grose Rolle spielt berucksichtigt werden.