PDF - download (ca. 14MB) - Institut für Wasserbau und ...

2 Grundlagen2.2 Betrachtung der Schneeschmelze am PunktWird die Schneeschmelze an einem Punkt betrachtet, geht man von zwei Vereinfachungenaus: Es werden Energie- und Massenflüsse nur in vertikaler Richtung und nur der amBoden liegende Schnee betrachtet, d.h., das säulenförmige Kontrollvolumen ist oben durchdie Atmosphäre, unten durch den Boden beschränkt.Die im Schnee stattfindenden Prozesse werden in folgende Teilvorgänge gegliedert (Kirnbauer,1993b):ˆˆˆˆEnergieaustausch Schnee – AtmosphäreInterne Prozesse (Energie - und Massenflüsse)Energieaustausch Schnee – BodenWassertransport in den Boden und auf der BodenoberflächeDie am Wärmeeintrag in ein Schneepaket beteiligten Komponenten sind die Strahlungsbilanz(Q ∗ ), der Bodenwärmestrom (Q B ), der fühlbare Wärmestrom (Q K ), der latenteWärmestrom (Q L ) und der Wärmeeintrag durch Niederschlag (Q N ). Diese einzelnen Energieströmewerden in der so genannten Wärmehaushaltsgleichung zusammengefasst:Q ∗ + Q L + Q K + Q B + Q N + Q S = 0 (2.5)Das Restglied Q S stellt den Wärmeinhalt der Schneedecke dar. Bei Schmelze ist Q S negativ,bei einem Wärmeverlust der Schneedecke positiv.2.2.1 StrahlungsbilanzDie von der Sonne auf die Erde eingestrahlte Energie (Solarkonstante = 1361 W/m 2 ) wirdin der Atmosphäre durch Reflexion, Absorption und Streuung verändert und reduziert.Ein Teil der kurzwelligen Strahlung gelangt als direkte Sonnenstrahlung (Q D ) auf dieErdoberfläche. An einem Schönwettertag bildet sie den Hauptanteil des Energieeintragesauf die Oberfläche.Der in der Atmosphäre reflektierte und gestreute Teil der einfallenden Sonnenstrahlungerreicht die Erdoberfläche als diffuse Himmelsstrahlung (Q H ). Die an der Erdoberflächegestreute Strahlung wird als terrestrische Strahlung (Q T ) bezeichnet. Die Summe aus diffuserHimmelsstrahlung, direkter Sonnenstrahlung und terrestrischer Rückstrahlung bildetdie Globalstrahlung (Q G ).10