Radarmätning av snö på 80-taletvad har hänt sedan dess PETER ULRIKSEN LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA

Transkript

1 Radarmätning av snö på 80-taletvad har hänt sedan dess PETER ULRIKSEN LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA

2 UTVECKLING AV RADARMETODEN FÖR SNÖTAXERING Peter Ulriksen LTH, Lund

3 1981 Ansökan till DFR och VASO 1982 Mätning på marken med snövessla analogt och digitalt parallellt med flygburen gamastrålningsmätning (ej synkront) -400 MHz på konsol/släde, 16 km profil -900 MHz konsol/släde, 11 km Det visade sig att 900 MHz på konsol gav bäst samstämmighet med provtagning Snödensitetens fördelning låg kring 320 kg/m3 Samband mellan radarreflextid och ekvivalent vatteninnehåll var linjärt och starkt, r = 0.98

4 LTH:s snövessla, tidigare inskaffad för radarundersökning på torvmossar 900 MHz antenn

5 Snöprovtagningsrör 400 MHz antenn Bistatisk

6 Analog och digital registrering av Radardata. Emil Stenmark för vilken inget var omöjligt, möjligen lite svårt.

7

8 Manuell snötaxering en sondering var 100:e meter Provtagning av ekvivalent vatteninnehåll varje km

9 Radarmätning och provtagning av ekvivalent vatteninnehåll

10 Kontinuerlig radarmätning Rådata från GPR Tolkad markreflex som digitaliseras - 64 p/km Mot Stekenjokk

11 Stekenjokk-gruvan i sikte

12

13 Ett linjärt samband är enkelt att hantera och ger god korrelation. Wtot = Summa (a x t(i)) = a x Summa (t(i)) Ett olinjärt samband medför att varje mätt reflextid måste utvärderas med ett individuelltvärde på kurvan. Wtot = Summa (f(t(i)) x t(i)) Det är inte något problem att göra i dator Det är inte uteslutet att radarn ger bättre värden än manuell snöprovtagning, men det är svårt att visa

14 Röd kurva är det linjära sambandet Ekvivalent vatteninnehåll som funktion av reflextid Blå kurva är det senare framtagna olinjära sambandet (Robin / Kovacs / Wikström) Man ser att det linjära antagandet relativt det olin-jära överskattar små snömängder och underskattar stora W(SWE) För reflextiden 22 ns ger metoderna samma resultat. Detta värde är mycket högre än de vanligen förekommande Vilka ligger i intervallet 5 15 ns SWE = Snow Water Equivalent Reflextid Twt (ns)

15 1983 Försök vid tre tillfällen jan/febr, mars och maj för undersökning av säsongsberoende -Januari 21 testpunkter Mårtiken Stekenjokk -Mars 60 km profil, 153 testpunkter, 400 x 640 m yta vid Slipsikenstugan med 20 m ruta -Maj 400 x 640 m yta vid Slipsikenstugan med 20 m ruta. Skillnad beräknades Densitet r som funktion av snödjup undersöktes - den ökar svagt med ökande snödjup r = x Tavg + 19 x Wavg (kg/m3) enligt Kunzi et al (T=temp. och W vind) Mycket uppskattad demonstration för bl a SMHI:s ledning av fältgruppens radar- och kulinariska förmåga

16

17 400 x 640 m yta vid Slipsikenstugan - = Slipsiken mars 1983 Slipsiken maj 1983 Avsmältning

18 Var är vi? 400 MHz Antenn Bensingenerator

19 Demonstration för honoratiores krävde utökad transportkapacitet Lunch: Fjällröding med mandelpotatis - surprise i Slipsikenstugan

20 Höjdradar från Viggen testades fungerade inte för snö

21 Höjdradar från Viggen

22 Temperaturprob

23 Temperaturprobe Pt 100

24 Alternativ användning av trasig temperaturprob

25 1984 Projektet utökas med Luleälvsområdet för studier vid lägre snödensitet -Mars: Kultsjöområdets linjer profileras med skooter och radar i inbygd släde Fem parallella linjer studerades avseende mittlinjens representativitet -April: Skootermätningar runt Luleälven misslyckades bl a av framkomlighetsskäl Helikopter 300 MHz gick bra runt Luleälven -Demonstration i Kvikne, Norge gav ett maximalt snödjup om 7 m! 1985 Helikopter test med ny antenn MHz vid Kultsjön. Synkrona gammamätningar. Gamma klarar inte stora snödjup lika bra som radarn. Proportionalitetsfaktorn m/ns etableras för helikoptermätningar på kalfjäll.

26 Längdmätning från skooterns hastighetsmätare All radar i släden

27 Mätprofiler i Kultsjöområdet

28 500 MHz radarantenner

29

30

31 24 V DC till 230 V AC konverter

32 Radarprofil genom snö Snöyta Flyghöjd+Topografi Markyta

33 Snö på is

34 Resultat presenterades Som medelvärden i tabellform samt grafiskt som här Diagrammen baseras på att varje km digitaliserats i 64 punkter

35 Utfördes en femårig mätserie i N Luleälvens fjällområde för att se om radarmätningarna kan förbättra den prognos HBV-modellen ger. -Nu användes en ny typ av 500 MHz antenn med effekten 2500 W. Den medger flyghöjd 40 m och flyghastighet 100 km/h. -Dopplerradar för hastighetsbestämning fungerade inte pga stora vibrationer i helikoptern -Manuella snötaxeringslinjer i Muddus, Årrenjarka och Kuorpak flygmättes också -Linje G flugen endast 1990 uppvisade de största snömängderna hittills uppmätta i Sverige. Det var synd att Sten Bergström kom på HBV-modellen så tidigt / Tom Andersen, Vassdragsvesendet i Norge

36 G K A B C E D Ö P

37 Sångsvanar i Sjaunja

38

39 C:a 5 m snö

40 Tack till VASO, DFR, SMHI och Vattenfall

41 Radarmätningarna utförs av Radarteam/Per Wikström kommersiellt därefter, nu med GPS och datorbaserad utvärdering Uppåt-tittande GPR under en hel säsong kan vara ett intressant experiment

42 De svenska fjällen är vackra(st) på vintern Tack för uppmärksamheten!