Snow Interception Measurements using Impulse Radar

Abstract: Interception av snö eller regn på trädkronor är en viktig del av det hydrologiska kretsloppet. Upp till en tredjedel av all snö som faller över skogsområden når aldrig marken på grund av stora avdunstningsförluster av interceptionsförrådet, vilket minskar vårflöden i älvar. Goda prognoser av dessa flöden är viktiga för vattenkraftsindustrin. För att kunna förbättra modeller, i vilka interceptions-avdunstningsprocessen ingår, krävs lämpliga mätmetoder för interceptionförrådet av snö. Syftet med detta arbete var att undersöka om impulsradarutrustning kan användas för att mäta interceptionsförrådet av snö på barrträd. Metoden bygger på att mäta hastigheten och utsläckningen hos en elektromagnetisk impulsvåg, vilken skickas från en sändarantenn genom ett avsnitt skog till en mottagarantenn. Både utsläckningen och hastigheten påverkas av snö och vatten på trädens kronor, och kan med så kallade blandningsformler relateras till mängd vatten. Blandningsformler beskriver de elektromagnetiska egenskaperna hos heterogena material. Laboratorietester visade att interception av flytande vatten på små trädkronor gav upphov till förändringar av impulsvågens hastighet och utsläckning mätbara med radarutrustningen. Uppskattningar av mängden intercepterat vatten från radarmätningarna gav en överskattning jämfört med oberoende referensmätningar, däremot stämde relativa variationer väl överens mellan mätningarna. Tydliga samband mellan impulsvågens utsläckning och mängden intercepterat vatten kunde inte bestämmas från experimenten. Utsläckningsresultaten var svårtolkade och lämpliga blandningsformler hittades inte i litteraturen. Metoden testades även en vecka i fält i norra Sverige. Trots att installationen inte var den bästa visade resultaten ändå god överensstämmelse mellan uppskattade förändringar av interceptionsförrådet från radarmätningarna, och observerade väderförändringar samt oberoende referensmätningar med en trädvågsanordning. Resultaten tyder på att metoden kan ge goda uppskattningar av interceptionsförrådet, då en väl fungerande installation av utrustningen används och efter att vidare kalibreringsförsök genomförts.