Neerslag die in vloeibare vorm op de grond valt, kan met relatief hoge nauwkeurigheid worden gemeten. Zodra het sneeuwt, echter, verschillende moeilijkheden ontstaan. Voor berggebieden, de hoeveelheid sneeuw is een belangrijk gegeven. Het dient om het gevaar van lawines in te schatten, het plannen van de ontruiming van wegen of het bepalen van de smeltwaterhoeveelheden die een grote invloed hebben op de opwekking van waterkracht. Het bepalen van sneeuwhoeveelheden omvat een verscheidenheid aan maatregelen, zoals handmatige metingen door menselijke sneeuwwaarnemers of volledig geautomatiseerde meetstations, en elk van deze heeft verschillende voor- en nadelen. In gebieden die worden blootgesteld aan harde wind, geautomatiseerde metingen van neerslag en sneeuwdiepte zijn soms onbetrouwbaar. Handmatige metingen worden meestal maar één keer per dag uitgevoerd. Het Oostenrijkse Centraal Instituut voor Meteorologie en Geodynamica (ZAMG) exploiteert geautomatiseerde meetstations voor sneeuwdiepte in heel Oostenrijk.

In recente jaren, deze stations zijn aangevuld met optische sneeuwsensoren met lasertechnologie die elke tien minuten de sneeuwdiepte kunnen meten. Door de neerslagmeetgegevens te combineren met weerradarmetingen is het mogelijk om de totale hoeveelheid neerslag in een bepaalde regio te bepalen. Niettemin, de resultaten zijn vaak onnauwkeurig, vooral in de winter. Met de hulp van financiering van de Gottfried en Vera Weiss Science Foundation, die wordt beheerd door het Oostenrijkse Wetenschapsfonds FWF, de in Innsbruck gevestigde hydroloog en meteoroloog Kay Helfricht heeft nu de gegevens van lasermeetstations voor sneeuwdiepte geanalyseerd om fouten op te sporen en te corrigeren.

Sneeuw zal geregeld worden

"We weten dat de werkelijke hoeveelheid neerslag over het algemeen wordt onderschat in het geval van sneeuwval, " legt hoofdonderzoeker Helfricht uit. "Om deze reden, correctiefactoren worden gebruikt op de meetwaarde in standaardproducten voor het bepalen van de verdeling van neerslag." De fout treedt op, bijvoorbeeld, wanneer de sneeuw op het verwarmde meetapparaat verdampt of wegdrijft door blootstelling aan de wind.

Om de hoeveelheid neerslag te berekenen op basis van de hoogte van de nieuwe sneeuw, men moet ook de dichtheid van de sneeuw kennen, wat een extra uitdaging is. "De dichtheid van verse sneeuw kan sterk variëren. Het bereik ligt overwegend tussen de 50 en 150 kilogram per kubieke meter, ", zegt Helfricht. Metingen van sneeuwwaarnemers worden gebruikt om de variatie in nieuwe sneeuwdichtheid te beoordelen, maar zelfs dat biedt niet voldoende nauwkeurigheid, merkt Helfricht op:"De dagelijkse metingen worden niet noodzakelijkerwijs uitgevoerd tijdens sneeuwval, wat betekent dat de sneeuw voor de meting kan zijn neergedaald vanwege hitte, zijn eigen gewicht of zonnestraling."

Te weinig neerslag bij meetstations

Hoe fouten in de neerslagmeting kunnen worden gecorrigeerd, is al onderzocht in internationale studies, maar deze studies waren ook gebaseerd op individuele, goed uitgeruste meetstations. Kay Helfricht ging nog een stap verder en onderzocht systematisch meer dan 70 ZAMG-weerstations uitgerust met lasermeetapparatuur. Hij slaagde erin om de huidige hoeveelheid neerslag te berekenen uit de sneeuwdieptegegevens door gebruik te maken van de korte intervallen van een uur of minder tussen de metingen. Vervolgens, de meteoroloog richtte zich op stations die vaak onnauwkeurige resultaten opleveren. Helfricht werd zich al bewust van dit fenomeen toen hij zijn proefschrift schreef over de modellering van sneeuwbedekking in hoge bergen:"Ik merkte op dat neerslagmetingen vaak slecht werken op zeer blootgestelde stations. Er zijn stations die geen metingen lijken te leveren die representatief zijn voor de omgeving ."

Helfricht legt uit dat de meeste metingen van stations met systematische ondervangst adequaat kunnen worden gecorrigeerd. In zijn project liet hij voor elk van de onderzochte stations zien of en op welke manier dit mogelijk is. Dit is belangrijk voor alle toepassingen die weerradar gebruiken om de hoeveelheid nieuwe sneeuw te simuleren. Dat doen ze door metingen van reflectiviteit in de lucht te koppelen aan metingen van neerslag op de grond. Als deze laatste defect zijn, de fout wordt overgedragen aan de hele regio. Helfricht heeft bij dit project nauw samengewerkt met ZAMG. De instelling gebruikt de resultaten om de kwaliteit van de neerslagmetingen verder te verbeteren.