Sneeuw modelleren in de Berkel

Sneeuw modelleren in de BerkelIn samenwerking met waterschap Rijn en IJssel heeft HKV een sneeuwmodel ontwikkeld voor gebruik in het Beslissingsondersteunend Systeem (BOS) dat nu in ontwikkeling is. De sneeuwbuien van afgelopen januari vormden een goede testcase voor de prestaties van het model, en nu de gevalideerde sneeuwmetingen van het KNMI beschikbaar zijn,  kunnen we het model en de metingen vergelijken. 

Het model bestaat uit twee onderdelen: afhankelijk van temperatuur wordt onderscheid gemaakt tussen regen, sneeuw of een mix daarvan. Bij sneeuwval wordt een sneeuwdek opgebouwd en bij hogere temperaturen smelt dat weer weg.  

In bijgaand figuur wordt de gemodelleerde sneeuwval (rood) vergeleken met de sneeuwval bij KNMI-station Hupsel (blauw). Op het station wordt weliswaar geen sneeuw gemeten, maar bij de neerslagmeting wordt kwalitatief aangegeven of sneeuw, regen, of allebei voorkwamen. De gemodelleerde sneeuw is gebaseerd op radarneerslag en gemiddeld over het stroomgebied. Ook worden de totale neerslag (lichtblauw) en de temperatuur (zwart) bij Hupsel getoond. Omdat het stroomgebied langgerekt is wordt, ter illustratie, ook de cumulatieve sneeuwval bij stations Deelen en Twente getoond. Het KNMI meet ook de sneeuwdikte op de vrijwilligersstations. We vergelijken hier (onderste paneel) het gemiddelde van 6 stations met het gemodelleerde stroomgebiedsgemiddelde. Hier zitten wel enkele haken en ogen aan: het model berekent een ‘water equivalent’ sneeuwdek (in mm waterschijf), terwijl het KNMI de dikte van het sneeuwdek zelf meet. De onzekerheid in de dichtheid is echter groot: deze hangt af van een groot aantal factoren die niet zijn meegemodelleerd. In de metingen is bijvoorbeeld mooi te zien hoe het sneeuwdek onder zijn eigen gewicht comprimeert en dunner wordt. Over het algemeen geldt: hoe kouder, hoe lager de dichtheid. Tijdens de eerste sneeuwbui op de 24e is het veel kouder dan tijdens de tweede: waarschijnlijk overschatten we de dichtheid van de sneeuw bij de eerste bui en valt de dikte van het sneeuwdek lager uit. Voor hydrologische toepassingen gaat het uiteraard om het water equivalent: dit komt immers tot afvoer!  

De timing van de sneeuwbuien en de tijd dat het sneeuwdek er ligt prima en ook de grootte is plausibel. We hebben ook naar de ruimtelijke variabiliteit gekeken door het sneeuwdek in 25 substroomgebieden apart te nemen. Dit is te zien als 25 lijnen, waarbij kleuren van donkerrood via groen naar donkerblauw de west-oost gradiënt tonen (blauwe lijnen zijn de meest westelijke substroomgebieden, rode lijnen de oostelijke). Op 23 januari is dit ook te zien als kaart. In het oosten ligt vrijwel geen sneeuw; in het westen is het sneeuwdek het dikst. Zo’n 5 cm volgens het model; hetgeen vrijwel exact klopt met de metingen bij Lochem en Almen.  

Hoe belangrijk is dit nu? In de meeste winters komt het nog voor dat er enkele centimeters sneeuw ligt. Op 23 januari bijvoorbeeld lag er in een substroomgebied van 12 km2 ongeveer 5 cm sneeuw. Dit is toch 60,000 m3, die binnen enkele uren infiltreert of tot afvoer komt. Afvoer die over het algemeen niet wordt meegenomen in modellen. Dit model is eenvoudig toe te passen in combinatie met neerslagafvoermodellen en is ook al in FEWS (Flood Early Warning System) geïmplementeerd voor operationele toepassingen.

Voor meer informatie kunt u contact opnemen met Ruud Hurkmans.

14 maart 2019

Terug naar overzicht