Angela Lundberg & Nils Granlund, LTU David Gustafsson & Jesper Ahlberg, KTH Göran Lindström, SMHI Finansiärer: SVC, HUVA & Kempestiftelsen

Transkript

1 'LVWULEXHUDGHPlWV\VWHPI UI UElWWUDGH VQ DYULQQLQJVSURJQRVHU LQWHJUHULQJ LK\GURORJLVNDPRGHOOHU 'LVWULEXHUDGHPlWV\VWHPI UI UElWWUDGHVQ RFK DYULQQLQJVSURJQRVHU LQWHJUHULQJLK\GURORJLVNDPRGHOOHU Angela Lundberg & Nils Granlund, LTU David Gustafsson & Jesper Ahlberg, KTH Göran Lindström, SMHI Finansiärer: SVC, HUVA & Kempestiftelsen

2 2XWOLQH Bakgrund, målsättning & frågeställningar Projektgrupp Resurser och mätteknik Existerande och nytillkomna mätningar Vidareutveckling av markradartekniken Ny hydrologisk modellgeneration

3 \DGDWDQ\DPRGHOOHURFK NDOLEUHULQJVPHWRGHU Q (l/s) ,1387 Snow depth (cm) Groundw. depth (m) HGHUE UG -12 7HPSHUDWXU O18 (0 ) -14 6WUnOQLQJ -16 7RSRJUDIL -18 0DUNWlFNH « '(//.DOLEUHULQJ 2%6(59$7,21(5 $YULQQLQJ (',.7,21 $VVLPLOHULQJ 6Q YDWWHQHNYLYDOHQW 6Q GMXS 6Q IXNWLJKHW «

4 %DODQVPHOODQROLNDRVlNHUKHWHU Total osäkerhet Modell osäkerhet Data osäkerhet Model complexitet Databehov

5 0nOVlWWQLQJ Utveckla metoder baserade på kombinationer av olika hydrologiska modeller och snödata för att uppskatta snötäckets utbredning och vatteninnehåll halvera volymfelet i avrinningsprognoserna förbättra tidsbestämningen av snösmältningspikar )UnJHVWlOOQLQJDU vilka interna variabler behövers vilken rums- & tidsupplösning krävs vilken modell ger bäst resultat utifrån tillgängliga data vilka metoder bör användas för att mäta variablerna hur förfina/vidareutveckla mätmetoder & modeller

6 )UnJHVWlOOQLQJDU 9DODYPRGHOO BOXMODELL Semi-distribuerad Distribuerad 'DWDWLOOJnQJ Tidsupplösning Rumsupplösning

7 3URMHNWJUXSS /78 Mätteknik/Modellering Angela Lundberg Nils Granlund.7+ Modellering/Mätteknik David Gustafsson Jesper Ahlberg 60+, Modellering/Datahantering Göran Lindström ) UV NVRPUnGHQ Mätstationer (punktdata) Mätkampanjer (distribuerade data) Labförsök Databas Testbänk för modeller 5HIHUHQVJUXSS Lars Hammar, Elforsk Per-Erik Jansson, KTH Representanter för Vattenregleringsföreta E.ON, SVF, Fortum, Vattenfall SINTEF/Statkraft, Norg WSL, Schweiz

8 7LGLJDUHH[LVWHUDQGH PlWQLQJDU PlWXWUXVWQLQJ Helikopterradar Nederbördsstationer Snötaxering

9 1\DVHQVRUHU.RUVYDWWQHW Snödjup (ultraljud) Temperatur: snöytan (infraröd) & 3 nivåer i snön Snowpower: Densitet, fukthalt & vattenekvivalent (ca 10 m) mast Luft Snowpower sensorkabel Snö temperatur snödjup Mark

10 Mätinstrument installerade Korsvattnet /26 Snöytetemperatur snödjup Lufttemp/fukt in Kortvågig strålning ut loggerskåp Snödensitet/fukt-sensorband Snötemperaturer (i snön)

11 6QRZSRZHU Djup Densitet Vattenekvivalent Våthet

12 8WUXVWQLQJ WLOOQlVWD VlVRQJ Snökudde Gammastrålningsgivare (vattenekvivalent) Kompletterande klimatstation

13 2VlNHUKHWHU PHGH[LVWHUDQGH UDGDUPlWQLQJDU RFK nwjlughu I U DWW PLQVND GHVVD 2VlNHUKHW Horisontell densitetsvariation Smältande snötäcke Positionering cwjlug Använda flera antenner & common midpoint technique Ta reda på snövåtheten genom att analysera amplitudutsläckning Använda GPS

14 9LGDUHXWYHFNOLQJDYPDUNUDGDU R1 T1 R2 T2 R3 T3 R4 T4 OXIW VQ PDUN )OHUNDQDOVPlWQLQJ JHUP MOLJKHWDWW EHVWlPPDVQ GMXS GHQVLWHWVHSDUDW 3ULQFLSVNLVVI UIOHUNDQDOPlWQLQJ )\UDPRWWDJDUDQWHQQHU5UHJLVWUHUDU UHIOHNWHUDGHUDGDUVLJQDOHUIUnQ VlQGDUDQWHQQHU7

15 9LGDUHXWYHFNOLQJDYPDUNUDGDU *HQRPHWWH[SHULPHQWHOOWIUDPWDJHWVDPEDQGHWPHOODQ HOHNWULVNNRQGXNWLYLWHWRFKVQ YnWKHWVND DPSOLWXGXWVOlFNQLQJNXQQDDQYlQGDVI UDWWEHVWlPPD VQ WlFNHWVYnWKHW &RQGXFWLYLW\P6P 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 0,00% 7,00% 14,00% :HWQHVVYRO

16 +\GURORJLVNPRGHOOHULQJ test av ROLNDVQ PRGHOOHU och GLVWULEXHULQJVJUDG inom 60+,V +<3(PRGHOO 9HUWLNDO GLVWULEXHULQJ ATMOSPHERE VEGETATION SNOW SOIL 3URFHVV UHSUHVHQWDWLRQ Weather station data Modelled weather data Day-degree Energy balance Day-degree Energy balance Day-degree Energy balance 5XPVOLJGLVWULEXHULQJ BOXMODELL Semi-distribuerad GROUND WATER The HBV-model Distribuerad

17 3DUDPHWHUEHKRY" (QHUJLEDODQVPRGHOOLPSOHPHQWHUDGL +<3(-HVSHU$KOEHUJ Pcorr Nederbördskorrektion k1 Recession rate Groundwater (1/day) ttemp Treshold temperature snow/rain (C) cm Degree-day factor snowmelt (mm/k/d ce Degree-day factor evaporation (mm/k/d) fc Field capacity of soil (mm) Pcorr Nederbördskorrektion k1 Recession rate Groundwater (1/day) ttemp Treshold temperature snow/rain (C) ce Degree-day factor evaporation (mm/k/d) fc Field capacity of soil (mm) fcsnow Field capacity snow (mm/mm) (heat conductivity) z0snow Roughness snow (m) (albedo ageing) sdensnew NewSnowDensity (kg/m3) (if applied to soil even more ) sdensp1 Densification parameter sdensp2 Densification parameter Albedo (not calibrated so far, 0.8)

18 Test case, Alptal, Switzerland &DOLEUDWLRQ XVLQJ 5XQRII RU5XQRIIVZHGHSWK 55XQRII Calibration Validation Datatätt avrinningsområde runoff runoff+snow runoff runoff+snow Swiss Federla Inst. Forest, Snow, Landscape Research Snödjup, densitet, SWE, avrinning DegD: EB: :( Erlenbach, 0.7 km 2, möh DegD: EB: (Stähli & Gustafsson, Hydro.Process. 20, 2006.)

19 Test-case Alptal, Switzerland Snövattenekvivalent (19,*(5,17(833 ebal SWE DayD SWE obs SWE Typexempel på ökad osäkerheter vid ökat databehov

20 1.4 Påbörjat simuleringar av Korsvattnet snow depth (m) PV Simulated Korsvattnet Observed Olden 0 manuellt) '$7$*5b9$1'(3c*c5 Stationsdata lokalt Interpolerade drivdata SWE * kampanjer (radar, Snödjup SMHI stationer+övr. SCA (MODIS) simulerad tillrinning reglerad avrinning (SWE SAR 25*25m?) DEM Marktäckedata

21 Publikationer Granlund N, Gustafsson, D. Feiccabrino, J. and Lundberg A Laboratory test of snow wetness influence on impulse radar amplitude. Proceedings Western Snow Conference, US Fieccabrin J and Lundberg A Precipitation phase discrimination by dew point and air temperature. Proceedings Western Snow Conference, US Manuscripts for submission to (DVWHUQ6QRZ &RQIHUHQFH, USA, May 2008 & Special issue of +\GURORJLFDO 3URFHVVHV Granlund, N., Gustafsson, D. Feiccabrino, J. and Lundberg, A Snow salinity Influence on the relationship between electrical conductivity of snow and snow wetness. Gustafsson, D., Granlund, N. and Lundberg, A Multi-offset impulse radar for snow water equivalent measurements. Lundberg, A. Granlund, N. and Gustafsson, D Review of operational and new ground-based snow measurement methods for Sweden, Norway and Finland Feiccabrino, J., and Lundberg A Optimizing precipitation phase discrimination through a climatologically study

22 7DFN )UnJRU"

23 'DWDEHKRY *UDGGDJVPRGHO Temperatur Nederbörd Stationsdata Griddata (interpolerad stationsdata) (QHUJLEDODQVPRGHOO Temperatur Nederbörd Vind, vindriktning Kort,långvågig strålning Luftfuktighet Stationsdata STRÅNG-databas Interpolationsmetoder (inkl projektion av strålning) Data baserat på meteorologiska modeller