DE: Snowtinel: Sentinel-1 SAR-unterstützte Einzugsgebietshydrologie: für eine bessere Modellierung der Schneeschmelze in alpinen Regionen.

Hintergrund

Die Schneeschmelze ist ein wesentlicher Bestandteil des Wasserhaushalts in Gebirgsregionen, und der gegenwärtige Klimawandel verändert ihre Dynamik rasch. Die in jüngster Zeit zunehmende Verfügbarkeit von Radar-Fernerkundungsprodukten bietet ein großes Potenzial zur Verbesserung unserer Fähigkeit, Schneeschmelzprozesse mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung zu verstehen und zu überwachen. Allerdings ist ein besseres Verständnis der physikalischen Wechselwirkungen zwischen dem Radarsignal und der nassen Schneedecke erforderlich, um die Informationen vollständig nutzen zu können.

Inhalt und Ziel

Das SnowTinel-Projekt zielt darauf ab, die Informationen über die Dynamik der Schneeschmelze, die das Synthetic Aperture Radar (SAR) an Bord der Satellitenmission Sentinel-1 liefert, besser zu nutzen. Die auf der kleinen Radar-Fernerkundungsfläche von Davos Laret (Schweiz) gewonnenen Erkenntnisse werden dann mit bestehenden Beobachtungen verglichen und mit bestehenden verteilten physikalischen Schneemodellen und Methoden unterschiedlicher Komplexität in einem sehr gut überwachten kleinen Einzugsgebiet (Dischmatal, Davos, Schweiz) integriert. Die besten Konfigurationen werden dann im operationellen Szenario eines großen Gebirgseinzugsgebiets (Vinschgau, Südtirol) getestet, wo eine genaue Abschätzung der Schneeschmelze erforderlich ist. Dieses Gebiet ist nämlich bereits mit relevanten Wassernutzungskonflikten konfrontiert, da Wasser sowohl von der Landwirtschaft als auch von der Wasserkraftproduktion intensiv genutzt wird.

Durch die Klärung der grundlegenden wissenschaftlichen Fragen, die sich hinter den Wechselwirkungen zwischen Radar und Schnee verbergen, wird dieses Projekt in der Lage sein, die Durchführbarkeit eines Echtzeit-Überwachungssystems zu untersuchen, das auf große Gebiete ausgedehnt werden kann, um der Gesellschaft praktische Vorteile zu bringen.

Wissenschaftlicher und sozialer Bedeutung

Der Klimawandel führt zu einer raschen Veränderung der Schneedeckenverteilung mit erheblichen Folgen wie einer Zunahme der Wasserverfügbarkeit im Winter/Frühjahr und einer Abnahme im Sommer.  Dies erfordert die Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen für die Bewirtschaftung der Wasserressourcen (z. B. Wasserkraft, Landwirtschaft), die eine genaue Kenntnis der zeitlichen und räumlichen Entwicklung der Schneeschmelze voraussetzen. Die künftigen Veränderungen der Schneeschmelzrate in einer wärmeren Welt sind jedoch ungewiss, da nicht klar ist, ob eine wärmere Welt eine langsamere oder schnellere Schneeschmelze mit sich bringt. Die verbesserten Kenntnisse über den Zeitpunkt der Schneeschmelze, die aus diesem Projekt vorgehen werden, könnten wertvolle Erkenntnisse für die Klimafolgenforschung und den Klimaschutz liefern.

Da alle größeren Einzugsgebiete in den Alpen bereits für die Wasserkraftnutzung genutzt werden, besteht ein gewisses Interesse an der Untersuchung kleinerer alpiner Einzugsgebiete. Aber die Anforderungen der Umweltvorschriften machen es sehr unattraktiv, da eine langfristige Überwachung eingerichtet werden muss, um Daten bereitzustellen, bevor die Machbarkeit überhaupt in Betracht gezogen werden kann. Wenn dieses Projekt zuverlässige Schätzungen der Schneeschmelze für alpine Einzugsgebiete auf der Grundlage von Satellitenprodukten anbieten könnte, könnten die derzeitigen Umweltvorschriften erfüllt werden, ohne eine optimale Nutzung der potenziellen Ressourcen zu verhindern, was wiederum den alpinen Gemeinden zu einer größeren Energieautarkie verhelfen könnte.

Keywords

Fernerkundung, Schneehydrologie, Schneedecke, Wasserressourcen, Synthetic Aperture Radar

Project website

https://snow-and-atmosphere.gitlab-pages.wsl.ch/snowtinel/