Для точного прогнозирования схода лавин и риска наводнений в водосборных бассейнах Альп во время весеннего таяния в первую очередь требуются данные с временным разрешением об объемах снежного покрова и уровнях жидкой воды в снежном покрове. Исследовательская группа во главе с профессором Вольфрамом Маузером и Франциской Кох с кафедры географии LMU и доктором. Юрг Швайцер и Лино Шмид из Института исследований снега и лавин (SLF) WSL в Давосе разработали систему, которая объединяет два различных режима измерения и впервые позволяет осуществлять непрерывный неразрушающий мониторинг соответствующих параметров. снега.
Новый метод, описанный в журнале "Geophysical Research Letters", в принципе может быть использован на труднопроходимой местности, например на склонах, склонных к лавинам.
В журнале «Сенсоры» исследователи LMU недавно сообщили о методе, который позволяет постоянно определять содержание жидкой воды (LWC) в снежном покрове (и, следовательно, начало весенней оттепели) с помощью недорогих GPS-приемников, предназначенных для обнаружения микроволновое излучение, испускаемое спутниками глобальной системы позиционирования. По сути, сила сигнала, обнаруженного под снежным покровом, позволяет определить LWC вышележащего снежного покрова. «Чем слабее сигнал, тем влажнее снег», — объясняет Вольфрам Маузер. «На основе этих данных можно будет предоставить более надежные прогнозы схода лавин с мокрым снегом и вероятности затопления, вызванного талой водой.
Поскольку сигналы GPS находятся в свободном доступе, а приемники экономичны и просты в установке, должна быть возможность создать сеть мониторинга для облегчения раннего предупреждения о наводнении."
Неразрушающий сбор данных под снежным покровом
Команда LMU теперь сравнила данные, полученные с помощью своего метода, с информацией, собранной их швейцарскими коллегами из SLF с помощью георадарной системы, которая измеряет время, необходимое для отражения радиолокационного сигнала обратно к его источнику. Обе системы были установлены на два зимних сезона на испытательном полигоне в Вайсфлухйох около Давоса, на высоте 2540 м. Перед выпадением первого снега радиолокационная система, направленная вверх, в защитном футляре была похоронена под снежным покровом и двумя антеннами GPS (каждая по 4?4 см) также располагались под снежным покровом.
В течение зимних месяцев, когда территория была полностью покрыта снегом, они отслеживали данные, передаваемые двумя системами. «GPS и радарные приборы являются одними из первых систем, которые способны непрерывно и неразрушающим образом контролировать содержание жидкой воды, применяя внешние измерения глубины снежного покрова. Две системы обеспечили согласованные результаты по влажности снежного покрова с высоким временным разрешением, а также позволили нам определить момент ранней весной, когда снег начинает таять днем и снова замерзает ночью », — говорит Франциска Кох.
Кроме того, данные, полученные с помощью георадиолокационной системы и метода на основе GPS, могут быть объединены для получения значений трех основных параметров снега. Таким образом, водный эквивалент снега (i.е. объем воды, который образуется при таянии данного объема снега), глубину снежного покрова и LWC можно непрерывно контролировать с помощью этой новой комбинации, не полагаясь на внешние измерения. «Большим преимуществом такого подхода является то, что обе системы устанавливаются под снежным покровом. Это означает, что их также можно использовать для прямого измерения важных параметров снега на потенциально опасных склонах, где возможны лавины. Это то, что не может сделать ни одна обычная измерительная техника », — говорит Кох.
До сих пор прогнозирование лавины основывалось на измерении глубины снежного покрова с помощью датчиков, прикрепленных к столбам, которые можно легко разрушить в случае схода лавины. Другие системы мониторинга можно использовать только на ровной местности, и, по очевидным причинам, сбор данных вручную не может выполняться в районах, находящихся под большой угрозой.
В настоящее время исследователи работают над способами определения количества снега только по данным GPS.
