פיתוח כלים להערכת השפעת השלג בהר החרמון על מקורות...

פיתוח כלים להערכת השפעת השלג בהר החרמון על מקורות הירדן

שדה רימר 1רותם ליטאור, 2אלון פורמן, 3איגי 1אלכס

' ינסקי: לצ יורי זכאי, 2משתתפים אלמן, 2שמשון לנגה, 3הילה הרטמן, 4יינס 4אנדריאס

חיפה, 1 ; 2 ;הטכניון , הכנרת" לחקר המעבדה ל ; 3חיא חי תל ).4מכללת גרמניה ) פרייבורג אוניברסיטת

יוני – המים 2011MODIS-03/17/11רשות

בחרמון שלג מחקרי. 1977שמידע )• במרחב( השלג פרוס את תאר החרמון על במחקרו

וגלעד )• המים( 1988בונה וספיקת השלג כיסוי בין המתאם את שחקרו. הירדן ביובלי

פיתחו • הנוכחי המחקר החל את Rimmer and Salingar (2006)בטרםאותו HYMKE (Hydrological Model for Karst Environment )מודל ויישמו

. הירדן מקורות לאגני יחסית בהצלחה

•: מענה ללא הבסיסיות השאלות נותרו אלו מחקרים למרות

–? הירדן למקורות השלג של היחסית התרומה מהי

–? ההר במרומי הגדולות בשלוגיות אצורים מים כמה

הגדולים – המעיינות שפיעת על השלגים הפשרת משפיעה ואיך? החרמון למרגלות

מטרות

בחרמון • אקלימיים פרמטרים של ראשוני נתונים מאגר יצירת. / המראה והתאדות משקעים על דגש עם

•. בחרמון השלג של הדינמיקה של וכימות אפיון

• - ה להערכת כלים על SWE (Snow Water Equivalent)פיתוחהחרמון.

השלג השפעת של יותר טובה הבנה תאפשר אלו מטרות השגת , את לנתח בעתיד נוכל כן כמו הירדן של המים מקורות על

. אקלימיים שינויים עקב הירדן מקורות על הצפיות ההשפעות

המחקר מבנה

מטאורולוגיות מדידות

HYMKE+HBVבתוך שלג של מידול

HYMKE

UEBמאזני של מידול

אנרגיהשלוגית של ומסה

DSPעמוקה שלוגית של אפיון

מטאורולוגיות מדידות

HYMKE+HBVבתוך שלג של מידול

HYMKE

UEBמאזני של מידול

אנרגיהשלוגית של ומסה

DSPעמוקה שלוגית של אפיון

המחקר מבנה

ʬʬʥʫʧ ʨ́ ʮʷʬʧ

ʨʬʧ

ʥʮʭ

ʥy[m

]

0 0.02 0.04 0.06

500

1000

1500

2000

2500

3000

275000 280000 285000 290000

7940

0080

0000

8060

0081

2000

8180

00

HYMKE-HBVהמשקעים פונקצית

0500

10001500

20002500

Oct

Nov

Dec

Jan

Feb

Mar

Apr

Absolute elevation A

SL

Julian day from 01/10

0 50

100

150

200

250

300

350

Monthly Rainfall (mm)

0500

10001500

20002500

Oct

Nov

Dec

Jan

Feb

Mar

Apr

Absolute elevation A

SL

Julian day from 01/10

0 50

100

150

200

250

300

350

Monthly Rainfall (mm)

רום עקוםשטח

רום עקוםגשם

Contour

1600 m

1900 m

HYMKE-HBVהמסה פונקצית

MAIRmelt

MAIRMAIRmelt

TTif0q

TTifTTddfq

MAIRrefr

MAIRMAIRrefr

TTif0q

TTifTTddfRFq

qmelt : Calculated snowmelt [mm/day] ,ddf: the degree-day factor [mm/°C/day] ,

TAIR : the mean daily temperature [°C] TM melting temperature [°C].

qrefr : Calculated amount of retained liquid water [mm/day]

RF [-]: A factor that describes refreezing rate compared to melting.

20406080

100120

םבי

טיפק

אם

עישק

מ

[m

m/d

ay]

Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct

1

2

3

חודש

תדפ

עות

בוטי

ר [

1000

m3 d

-1]

1275-1325 m2025-2075 m2775-2815 m

October 1991-October 1992

a

b

הרווית הקרקע

:1991-1992חישוב עבור החורף הגשום מאד של שנת .aמשקעים בפועל (גשם + המסת שלגים) בשלוש רצועות גובה.b מ"ק) היא הרכיב העיקרי שממנו נוצרת הן זרימת 1000רטיבות עודפת (ביחידות של

נגר עלי לנחלים, והן הזרימה המעדיפה למי תהום

גובה רצועות שלוש תרומתהירדן לזרימת

מרבית המשקעים מרווים את הקרקע,

ומעט מאד מים מופנים לנחלים

התרומה המוחלטת של רצועות הגובה לכמות המים שתזרום 2075 ו- 2025

בירדן היא מאד קטנה בגלל ששטח רצועת הגובה קטן יחסית

המסה גבוהה ו- 2025ברצועות גובה

2075

- ב הוודאות HYMKE-HBVחוסר.1. בחרמון ההמסה קצבי על מידע אין

היא 2. השלג בתפרוסת המרחבית שהשונות ידוע כי למרות. לכך ייצוג במודל אין גבוהה

.3 / ההר על השונים ברומים המראה ההתאדות על מידע .אין

את מאפיינים אנו לעיל שצוינו הידע מפערי חלק על לגשר מנת על , מודל ומיישמים החרמון של הגבוהים חלקים המרחבית השונות

. ההמסה קצבי לחישוב פיזיקלי

מטאורולוגיות מדידות

HYMKE+HBVבתוך שלג של מידול

HYMKE

UEBמאזני של מידול

אנרגיהשלוגית של ומסה

DSPעמוקה שלוגית של אפיון

המחקר מבנה

3m

הגדולה בשלוגית מדידות

31/3/2011

12/02/201005/03/2010

23/03/201006/04/2010

28/04/2010

הגדולה השלוגית2010חורף

Day Volume (m3) area (m2) Density g/cm3 SWE (m3) SWE (mm)12/02/2010 7193 2907 0.40 2877 99005/03/2010 6429 3267 0.56 3620 110823/03/2010 2912 2056 0.60 1747 85006/04/2010 1717 1495 0.63 1082 72428/04/2010 90 200 0.61 55 275

28/04/2010

ליזימטרים

Daily m elt M elt ra te

5/28/11 12:00

5/29/11 12:00

5/30/11 12:00

5/31/11 12:00

6/1 /11 12:00

6/2 /11 12:00

0

400

800

1200

Me

lt ra

te [l

iter/

ho

ur]

0

5

10

15

Da

ily m

elt

[m3 ]

מטאורולוגיות מדידות

UEBמאזני של מידול

אנרגיהשלוגית של ומסה

DSPעמוקה שלוגית של אפיון

HYMKE+HBVבתוך שלג של מידול

HYMKE

המחקר מבנה

UEB

Soil

Snow

pQ snQ lnQ hQ eQ

gQ mQ

Qsn - net shortwave radiation

Qln - net longwave radiation

Qp - advected heat from precipitation

Qg - ground heat flux

Qh - sensible heat flux

Qe - latent heat flux

Qm - advected heat removed by melting

units 2 1[ ]kJ m t

Atmosphere

Energy balance equation

ln -sn p g h e m

dUQ Q Q Q Q Q Q

dt

U - snowpack energy content relative to liquid water at 0 oC

r s r

dWP P M E

dt

Mass balance equation

Pr – Rain input

Ps – Snow input

Mr – Melt Water

E – Sublimation

units 1[ ]m t

UEBתוצאות -

03/03/2010

13/03/2010

23/03/2010

02/04/2010

12/04 /2010

22/04/2010

02/05/2010

0

20

40

60

80E

vap

ora

tion

[mm

]

050010001500200025003000

Me

ltin

g [m

m]

Evaporation

M elting

0

500

1000

1500

2000

2500

SW

E [m

m]

0

40

80

120

160

Me

lt ra

te [m

m/d

ay]

D SP U EB m elt ra teU EB

סיכום

מתבצע • החרמון של ההידרולוגית מהמערכת כחלק שלג מידול.HYMKEבתוך HBVבעזרת

ביצענו • השלג של הדינמיקה הבנת את לשפר מהמאמץ כחלק . מהם בחרמון שלוגית של ואנרגיה מסה מאזני של מידול גם

. השלג בפני ההתאדות שטפי של הערכה לקבל ניתן

כולל ) • כולו ההר על ההתאדות של מספק ייצוג אין עדיין ) ממתבצע אלו בימים כן ועל השלג לקו שמתחת האזורים

כיסוי של להערכה גוריון בן אוניברסיטת בשיתוף ראשוני מחקר ( . מרכזי פקטור שזהו בהנחה ההר של השונים ברומים הצומח

.) / דיות בהתאדות השולט

המחקר המשך

מטאורולוגיות מדידות

HYMKE+HBVבתוך שלג של מידול

HYMKE

UEBמאזני של מידול

אנרגיהשלוגית של ומסה

DSPעמוקה שלוגית של אפיון

הצומח פירוס של אפיון/ דיות התאדות להערכת

MODIS-03/17/11

השלוגית פני טמפרטורת

411 1

31

0.622 ( ( ) ) / 3

0.622 / 4ssn li p a a p v a s s a s a s s s s

sss s s a p v a a s

Q Q Q K T C K h e T e T P C T KTT

C K K C K h P T

411

31

( ) cos( ) 0.622 ( ) / 3

0.622 / 4ssn li p a a p v a s a s a s s s s

sss s s a p v a a s

Q Q Q K T C K h e e T P C T KTT

C K K C K h P T

( ) ( ) ( ) ( )sn li p lo s h s e sQ T Q Q Q Q T Q T Q T

השלוגית בפני האנרגיה מאזן משוואת

השלוגית ) פני טמפרטורת של המקורית Tarboton and Luceהמשוואה1997)

השלוגית ) פני לטמפרטורת המתוקנת (Sade et al. 2011 submittedהמשוואה