Description: Vorangegangene Forschungsarbeiten konzentrierten sich auf die generelle Eignung von CRNS für das Monitoring von Schneewasserressourcen in Gebirgsregionen. Laserscanning-Messungen und Monte-Carlo-Neutronensimulationen an einem alpinen Standort im Kaunertal (Österreich) zeigten das Vorhandensein eines schneebezogenen Neutronen-Signals sogar für Schneemengen von bis zu 600 mm Wasseräquivalent der Schneedecke (SWE). Es konnte gezeigt werden, dass die Heterogenität der Schneewassergehalts bei vollständiger Schneebedeckung im Messbereich keinen Einfluss hat. Bei partiell schneefreiem Messbereich verändert sich jedoch das CRNS-Signal. Zu den aktuellen Forschungslücken gehört die Übertragbarkeit der oben genannten Ergebnisse auf (1) andere Standorte, (2) unterschiedliche Klima- und Vegetationszonen und (3) dynamische Bodenfeuchtebedingungen. In der zweiten Phase von Cosmic Sense sind Messungen in verschiedenen Klimazonen entlang von Höhengradienten geplant, um diese Aspekte abzudecken und die Abschätzung von SWE aus dem CRNS-Signal zu verbessern. Die Verwendung von Höhentransekten ermöglicht es, unterschiedliche SWE-Mengen und variierende Bedingungen mit einer Kampagne abzudecken, d.h. von Grasland über bewaldete Gebiete und alpine Wiesen bis hin zu Zonen mit spärlicher Vegetation. Alpine Standorte in Österreich mit steilen Umweltgradienten werden durch eine Kaskade von tiefer gelegenen voralpinen, Mittelgebirgs- und Tieflandstandorten in Deutschland ergänzt, die von Hydrological Modelling (HG), Vegetation (VG), Smart Coverage (SC) und Root Zone (RZ) betrieben und intensiv beobachtet werden. Die kontinuierlichen stationären Feldmessungen sollen durch kampagnenbasierte mobile Messungen in Zusammenarbeit mit Roving & Airborne (RA) ergänzt werden. Laserscanning-basierte Schneedeckenbeobachtungen und terrestrische Fotografie liefern dabei Referenzdaten zur räumlichen Verteilung von SWE und Schneebedeckung. Die gewonnenen Daten werden genutzt, um in Zusammenarbeit mit Neutron Simulations (NS) Modellierungen des Neutronentransports aufzusetzen, um allgemein gültige Ergebnisse abzuleiten. Insbesondere bilden sowohl die Feldmessungen als auch die schneebezogenen Neutronentransport-Simulationen die Grundlage für die Entwicklung des SWE-Vorwärtsoperators in enger Zusammenarbeit mit NS und HM. Schließlich werden spezifische gemeinsame Feldkampagnen zusammen mit HM und RA zur Validierung der Ergebnisse genutzt. Die Wechselwirkungen zwischen Vegetation, Schnee und Bodenfeuchte in der Wurzelzone werden zusammen mit VG und RZ analysiert. Die alpinen Standorte ermöglichen zudem auch die Erprobung von Prototypen im Rahmen von Detector Development (DD) unter alpinen Bedingungen.
Types:
SupportProgram
Origins:
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
Vegetation
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Vegetationszone
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Entwicklungszusammenarbeit
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Laser
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Wiese
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Österreich
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Hydrogeologie
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Rhizosphäre
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Waldfläche
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Hydrochemie
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Limnologie
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Schnee
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Siedlungswasserwirtschaft
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Bodenfeuchte
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Modellierung
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Hydrologie
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Klimazone
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Integrated Water Resources Management
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Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
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Urban Water Management
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Verwaltungsgericht
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Water Chemistry
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License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
-
Fonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung (Mitwirkung)
-
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Monitoring- und Erkundungstechnologien (Mitwirkung)
-
Umweltbundesamt (Bereitstellung)
-
Universität Innsbruck, Institut für Geographie (Projektverantwortung)
-
Universität Innsbruck, Institut für Infrastruktur, Arbeitsbereich für Wasserbau (Mitwirkung)
Time ranges:
2022-01-01 - 2025-10-02
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Sub project: Snow Dynamics
Description: Previous work focused on the general suitability of Cosmic Ray Neutron Sensing (CRNS) for monitoring snow water resources in mountain regions. Laser scanning measurements and Monte Carlo neutron simulations at an alpine site in Kaunertal (Austria) revealed the presence of a snow-related neutron response even for up to 600 mm of Snow Water Equivalent (SWE). Snow pack heterogeneity was shown to have no influence to the CRNS signal under fully snow covered conditions while the response was substantial during periods of partial snow cover in the footprint. Current research gaps include the transferability of the above-mentioned results to (1) other locations, (2) differing climate and vegetation zones, and (3) dynamic soil moisture conditions. In the second phase of Cosmic Sense, measurements in different climatic zones along elevation gradients are planned to cover these aspects and to refine the estimation of SWE from CRNS data. Using elevation transects allows for covering different SWE amounts and varying conditions within one campaign, i.e. from grasslands over forested areas and alpine meadows to zones with sparse vegetation. Alpine sites in Austria with steep environmental gradients will be complemented by a cascade of lower-elevated pre-alpine, low mountain, and lowland sites in Germany which will be intensively monitored also by the adjacent research modules Hydrological Modelling (HG), Vegetation (VG), Smart Coverage (SC), and Root Zone Water (RZ). The continuous stationary field measurements are planned to be complemented by campaign-based mobile measurements of the spatial SWE distribution together with Roving & Airborne (RA). Laser scanning based snow cover observations and terrestrial photography will provide reference data on the spatial distribution of SWE and snow coverage. The obtained data will be used to set up neutron transport modeling in cooperation with Neutron Simulations (NS) to generalize the findings. In particular, both field measurements and snow related neutron transport simulations are providing the basis for developing the SWE forward operator in close cooperation with NS and HM. Finally, specific joint field campaigns together with HM and RA will allow for validating the results. Interactions between vegetation, snow, and root-zone soil moisture will be analyzed together with VG and RZ. The alpine sites also facilitate the testing of prototypes within Detector Development (DD) in rough conditions.
https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1138923
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