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Asseng et al. (2015): 
Rising heat reduces global wheat production. Nature Climate Change 5 (2), 143–147.

 


Schnee PDF Drucken E-Mail

Schneedecken werden nach einer Idee von Riley und Bonesmo (2005) simuliert. Im fallenden Niederschlag unterhalb einer Temperatur von 1.8°C wird von MONICA ein zunehmender Anteil Schnee angenommen und einer Schneedecke zugeführt.

 \fn_cm \small n_l = \begin{cases}  1 & T_a \geq T_{as}  \\  \frac{T_a - T_{ls}}{T_{as} - T_{ls}} & T_{ls} < T_a < T_{as} \\ 0 & T_a \leq T_ls    \end{cases}

 

 \fn_cm \small n_l Anteil des Niederschlags in Form von Wasser  \fn_cm \small [mm \, mm^{-1}]
 \fn_cm \small T_a Tagesmitteltemperatur  \fn_cm \small [^{\circ} C]
 \fn_cm \small T_{ls} Grenztemperatur für flüssiges Wasser im Schnee  \fn_cm \small [^{\circ} C]
 \fn_cm \small T_{as} Grenztemperatur für Schneeakkumulation  \fn_cm \small [^{\circ} C]

 

Die entsprechenden Mengen Niederschlags in flüssiger und in Schneeform ergeben sich aus:

 

 \fn_cm \small N_l = n_l \cdot k_l

 

 \fn_cm \small N_l Niederschlag in Form von Wasser  \fn_cm \small [mm]
 \fn_cm \small n_l Anteil des Niederschlags in Form von Wasser  \fn_cm \small [mm \, mm^{-1}]
 \fn_cm \small k_l Korrekturfaktor Niederschlag als Wasser  \fn_cm \small [mm]

 

und

 

 \fn_cm \small N_s = (1-n_l) \cdot k_s

 

 \fn_cm \small N_s Niederschlag in Form von Schnee  \fn_cm \small [mm]
 \fn_cm \small n_l Anteil des Niederschlags in Form von Wasser  \fn_cm \small [mm \, mm^{-1}]
 \fn_cm \small k_s Korrekturfaktor Niederschlag als Schnee  \fn_cm \small [mm]

 

Die Dichte der Schneedecke wird wie folgt kalkuliert:

 

 

 \fn_cm \small \rho_{sn} = \rho_{sn\,min} + \rho_{sn\, max} \cdot \frac{T_a - T_{ls}}{T_{as} - T_{ls}}

 

 \fn_cm \small \rho_{sn} Neuschneedichte  \fn_cm \small [kg \, dm^{-3}]
 \fn_cm \small \rho_{sn \, min} minimale Neuschneedichte  \fn_cm \small [kg \, dm^{-3}]
 \fn_cm \small \rho_{sn \, max} maximale Neuschneedichte  \fn_cm \small [kg \, dm^{-3}]
 \fn_cm \small T_a Tagesmitteltemperatur  \fn_cm \small [^{\circ} C]
 \fn_cm \small T_{ls} Grenztemperatur für flüssiges Wasser im Schnee  \fn_cm \small [^{\circ} C]
 \fn_cm \small T_{as} Grenztemperatur für Schneeakkumulation  \fn_cm \small [^{\circ} C]

 

Der Schnee beginnt oberhalb einer Temperatur von 0.31 °C zu schmelzen und sich zu verdichten:

 

 \fn_cm \small W_{sm} = \begin{cases}  0 & T_a < T_{sm} \\ a_{sm} \cdot ( T_a - T_{sm}) & T_a \geq T_{sm}      \end{cases}

 

 \fn_cm \small W_{sm} Wasser aus Schneeschmelze  \fn_cm \small [mm]
 \fn_cm \small a_{sm} Schneealterung (limitiert bei 4.7)  
 \fn_cm \small T_a Tagesmitteltemperatur  \fn_cm \small [^{\circ} C]
 \fn_cm \small T_{sm} Basistemperatur Schneeschmelze  \fn_cm \small [^{\circ} C]

 

mit

 

 \fn_cm \small a_{sm} = 1.4 \cdot \frac{\rho_s}{0.1}

 

 \fn_cm \small a_{sm} Schneealterung (limitiert bei 4.7)  \fn_cm \small [kg \, dm^{-3}]
 \fn_cm \small \rho_s Schneedichte  \fn_cm \small [kg \, dm^{-3}]

 

Flüssiges Wasser in der Schneedecke wiedergefriert unterhalb –1.7 °C:

 

 \fn_cm \small W_{sf} = 1.5 \cdot (T_{sm} - T_a}^{0.36}

 

 \fn_cm \small W_{sf} Wiedergefrierendes Wasser in der Schneedecke  \fn_cm \small [mm]
 \fn_cm \small T_a Tagesmitteltemperatur  \fn_cm \small [^{\circ} C]
 \fn_cm \small T_{sm} Basistemperatur Schneeschmelze  \fn_cm \small [^{\circ} C]

 

Die Wasserhaltekapazität des Schnees innerhalb vorgegebner Kapazitätsgrenzen wird berechnet als

 

 \fn_cm \small C_s = \frac{0.1 \cdot C_{smax}}{\rho_s}

 

 \fn_cm \small C_s Wasserhaltekapazität des Schnees  \fn_cm \small [mm
 \fn_cm \small C_{smax} Maximale Wasserhaltekapazität des Schnees  \fn_cm \small [mm
 \fn_cm \small \rho_s Schneedichte  \fn_cm \small [kg \, dm^{-3}]

 

Daraus ergibt sich die Menge Wassers, das in der Schneedecke gehalten wird:

 

 \fn_cm \small W_{sr} = C_s \cdot W_s

 

 \fn_cm \small W_{sr} Zurückgehaltenes  Wasser in der Schneedecke  \fn_cm \small [mm]
 \fn_cm \small C_s Wasserhaltekapazität des Schnees  \fn_cm \small [mm]
 \fn_cm \small W_s Wasseräquivalent der Schneedecke  \fn_cm \small [mm]

 

mit

 

 \fn_cm \small W_s = W_f \cdot W_l

 

 \fn_cm \small W_s Wasseräquivalent der Schneedecke  \fn_cm \small [mm]
 \fn_cm \small W_f Wasseräquivalent des gefrorenen Wassers  \fn_cm \small [mm]
 \fn_cm \small W_l Flüssiges Wasser in der Schneedecke  \fn_cm \small [mm]

 

 

 \fn_cm \small W_f(t) = W_f(t-\Delta t) + N_s - W_{sm} + W_{sf}

 

 \fn_cm \small W_f(t) Wasseräquivalent gefrorenes Wasser zum Zeitpunkt t  \fn_cm \small [mm]
 \fn_cm \small W_f(t-\Delta t) Wasseräquivalent gefrorenes Wasser zum vorangegangenen Zeitpunkt  \fn_cm \small [mm]
 \fn_cm \small W_{sm} Wasser aus Schneeschmelze  \fn_cm \small [mm]
 \fn_cm \small W_{sf} Wiedergefrierendes Wasser in der Schneedecke  \fn_cm \small [mm]

 

und

 

 \fn_cm \small W_l(t) = W_l(t-\Delta t) + N_l + W_{sm} - W_{sf}

 

 \fn_cm \small W_l(t) Flüssiges Wasser in der Schneedecke zum Zeitpunkt t  \fn_cm \small [mm]
 \fn_cm \small W_l(t-\Delta t) Flüssiges Wasser in der Schneedecke zum vorangegangenen Zeitpunkt  \fn_cm \small [mm]
 \fn_cm \small W_{sm} Wasser aus Schneeschmelze  \fn_cm \small [mm]
 \fn_cm \small W_{sf} Wiedergefrierendes Wasser in der Schneedecke  \fn_cm \small [mm]

 

Der Zufluss flüssigen Wassers aus der Schneedecke an die Bodenoberfläche ergibt sich für den Fall Wl > Wsr als

 

 \fn_cm \small W_i = W_l - W_{sr}

 

 \fn_cm \small W_i Aus der Schneedecke fließendes Wasser  \fn_cm \small [mm]
 \fn_cm \small W_l Flüssiges Wasser in der Schneedecke  \fn_cm \small [mm]
 \fn_cm \small W_{sr} Zurückgehaltenes  Wasser in der Schneedecke  \fn_cm \small [mm]

 

Schließlich lässt sich die Schneehöhe errechnen:

 

 \fn_cm \small S = \frac{W_s \cdot  \rho_W}{\rho_s}

 

 \fn_cm \small S Schneehöhe  \fn_cm \small [mm]
 \fn_cm \small W_s Wasseräquivalent des Schnees  \fn_cm \small [mm]
 \fn_cm \small\rho_W Schneedichte  \fn_cm \small [kg \, dm^{-3}]
 \fn_cm \small \rho_s Dichte von Wasser  \fn_cm \small [kg \, dm^{-3}]

 

Zuletzt aktualisiert am Montag, den 01. Oktober 2012 um 06:07 Uhr