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