28.01.2016

Analyse und Prognose der Schneehöhe für 28 Millionen Datenpunkte

©ZAMG

An der ZAMG wurde zur flächigen Analyse und Prognose von Schnee SNOWGRID entwickelt. Das Programm berechnet für 28 Millionen Punkte in Österreich und Umgebung die Schneehöhe und Neuschneemenge sowie den Schneewasserwert und die mittlere Schneetemperatur. Zahlreiche Anwender nutzen bereits die Daten, wie Lawinenwarndienste, hydrologische Dienste, die Energiewirtschaft und Straßendienste. Ab sofort sind SNOWGRID-Analysen frei zugänglich auf www.zamg.ac.at/incaanalyse abrufbar.

Die Messung von Schneehöhen war für die Meteorologie schon immer eine große Herausforderung. Durch den Einfluss von Wind und Gelände variiert die Schneehöhe oft schon kleinräumig sehr stark. Lange Zeit war man von den händischen Messungen der Wetterbeobachter abhängig. Sie meldeten zu einem bestimmten Zeitpunkt - meistens 7 Uhr Winterzeit - möglichst repräsentativ für ihren Messbereich Schneehöhe und andere Parameter, wie den Grad der Schneebedeckung. In den letzten Jahren wurden vermehrt automatische Messgeräte entwickelt, um zum Beispiel mit Hilfe von Laser rund um die Uhr die Schneehöhe zu messen. Die ZAMG betreibt derzeit an 61 Standorten Laserschneehöhenmessgeräte, die alle 10 Minuten Daten liefern.

Flächendeckende Informationen statt einzelner Stationsmessungen

Aber auch mit den automatischen Messgeräten erhält man nur für eine begrenzte Zahl von Orten Schneedaten. Zahlreiche Anwendungen benötigen flächendeckende Schnee-Informationen einer gesamten Region und ganz besonders auch Vorhersagen der erwarteten Neuschneemenge. Dazu gehören etwa hydrologische Dienste, die berechnen, welche Wassermenge bei Tauwetter aus der Schneedecke einer Region in die Flüsse fließt,sowie Lawinenwarndienste, die aus der vorhandenen Schneemenge und deren Schichtaufbau die Wahrscheinlichkeit von Lawinen ermitteln.

Alle 15 Minuten Schneedaten in 100 Meter Auflösung

An der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) wurde daher mit SNOWGRID eine Methode entwickelt, um aus den Messwerten einzelner Wetterstationen flächendeckende Schneeinformationen für ganz Österreich zu berechnen. „Das Schneedeckenmodell SNOWGRID liefert aktuelle, punktgenaue Analysen von Schneehöhe, Schneewasserwert und mittlerer Schneetemperatur sowie deren Änderung in der Vergangenheit seit Januar 2006 und eine 72-Stunden-Prognose", sagt Projektleiter Marc Olefs, „das Programm verwendet die aktuellsten Daten spezieller Analyse- und Vorhersagemodelle der ZAMG, um die zeitliche Änderung der Schneedecke in 15-Minuten-Intervallen mit einer räumlichen Auflösung von 100 Meter zu berechnen - für ganz Österreich und der angrenzenden Regionen. Dafür werden die Daten an 28 Millionen Punkten in Österreich berechnet."

Modell berücksichtigt physikalische Eigenschaften des Schnees

Um die enorme Datenmenge zeitnah zu ermitteln, rechnet SNOWGRID extrem schnell und effizient. In der Standardversion werden Niederschlagswerte aus Radardaten und 800 Wetterstationen, die vertikale Verteilung der Lufttemperatur und Luftfeuchte in der Atmosphäre sowie genaue Geländedaten verwendet, um den Aufbau und den Abbau der Schneedecke zu berechnen. „Eine große Herausforderung war auch, die physikalischen Besonderheiten von Schnee in das Modell einzubauen", sagt ZAMG-Experte Olefs, „zum Beispiel die Setzung und den Wärmeinhalt der Schneedecke, die Änderung der Schneefallgrenze in Abhängigkeit von der Stärke des Niederschlags und der Größe der Täler sowie die Abhängigkeit der Neuschneemenge von der geografischen Höhe."

Nutzen für zahlreiche Anwender

Zahlreiche Nutzer verwenden SNOWGRID bereits für ihre speziellen Anwendungen, etwa im Bereich der Lawinenwarnung, der Hydrologie, der Energiewirtschaft und der Straßendienste. Das Modell wird laufend weiterentwickelt und verbessert. „Natürlich können wir nicht für jeden Punkt in Österreich die Schneehöhe auf den Zentimeter genau berechnen, denn immer wieder kommt es zum Beispiel durch den Wind zu sehr kleinräumigen Umverteilungen des Schnees", betont Olefs, „aber insgesamt liefert SNOWGRID erstmals für ganz Österreich und Umgebung flächendeckend sehr realistische und wertvolle Schneeinformationen für viele Anwendungen."

Weiterentwicklung: flächendecke Schneedaten bis 1961 zurück

Die Schwerpunkte in der weiteren Entwicklung von SNOWGRID liegen unter anderem in der Berücksichtigung der Schneeverfrachtung durch den Wind, in der laufenden Korrektur der Modelldaten mit regionalen Messdaten und in der Berücksichtigung der Strahlung im komplexen Gelände, wodurch die Effekte der Hangneigung und Hangexposition besser berücksichtigt werden können (zum Beispiel die unterschiedliche Ausaperung von Süd- und Nordhängen).

„Weiters wird SNOWGRID in einem vor kurzem gestarteten Projekt für eine klimarelevante Anwendung angepasst, wodurch tägliche, flächendeckende Schneedaten für ganz Österreich in der Auflösung von 1x1 Kilometer bis ins Jahr 1961 zurück berechnet werden.

Analyse der Schneehöhe kostenlos abrufbar

Ab sofort veröffentlicht die ZAMG täglich um ca. 7:30 Uhr (MEZ) frei zugänglich die Karten der aktuellen Gesamtschneehöhe und die Differenz der letzten 24-Stunden (die durch Neuschnee, Schmelze und/oder Setzung des Schnees entsteht) auf www.zamg.ac.at/incaanalyse.

Stündlich aktualisierte Schneeanalysen und -differenzen (bis zu 72 Stunden im Vergleich zu vergangenen Zeitpunkten) sowie SNOWGRID Prognosen (72 Stunden, Aktualisierung 2 x täglich) sind kostenpflichtig und stehen ab sofort in zwei unterschiedlichen Paketen zur Verfügung:

Paket „SMALL" (5,00 Euro für 24 Stunden): Analyse Gesamtschneehöhen , 24-H Prognosen und historische -6, -12, -24 Differenzen; stündlich aktualisiert

Paket „LARGE" (8,50 Euro für 24 Stunden): Analyse Gesamtschneehöhe , +24, +48, +72 H Prognosen und historische -6, -12, -24, -36, -48, -60, -72 Differenzen; stündlich aktualisiert

Die kostenpflichtigen Pakete finden Sie auf www.zamg.ac.at/incaanalyse/mobileworx.php.

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Die Schneelage vor den Semesterferien - Schneehöhe am 28.1.2016, 8 Uhr (7 UTC): Die Karte zeigt die mit SNOWGRID berechnete aktuelle Höhe der Gesamtschneedecke (Analyse). Quelle ZAMG.
–>Link zum Bild in Originalgröße

Der bisherige Winter im Schnelldurchlauf: Animation der mit SNOWGRID ermittelten täglichen Schneehöhe von Oktober 2015 bis Jänner 2016. Quelle ZAMG. –>Link zur Animation

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