Estimering av vannmengden i snø ved bruk av radarsatellittmålinger

Kjennskap til snømagasinene i de norske fjellene er av stor betydning for produksjonsplanlegging og markedsanalyse i vannkraftsbransjen. Det er også en veldig viktig parameter for etater og myndigheter som har ansvar for flomvarsling. I dag estimeres snømagasinenes størrelse ved hjelp av modeller og ved bruk av manuelle snømålinger. Problemet idag er at det er utfordrende å få nøyaktige estimat av snømagasinet ved bruk av modellering samt at de manuelle metodene er tidskrevende, væravhengig og utgjør en risiko utifra et HMS perspektiv. En teknologi som har potensiale til å møte industriens behov knyttet til effektiv overvåking av store områder er satellittfjernmåling. Det har i dette prosjekt blitt påvist at det er en sammenheng mellom snømengden og endringer i signalene fra radarsatellitter. I prosjektet har primært radardata fra satellitten TerraSAR-X blitt benyttet og denne har en radarfrekvens på ca. 9 Ghz. Prosjektet har samlet satellittmålinger over 3 vintersesonger og har basert på disse fremstilt produkter over utvalgte nedbørfelt som gir informasjon om snømengdene. I samarbeid med kraftprodusenter har de satellittbaserte resultatene blitt validert opp mot manuelle snømålinger samt data fra hydrologiske modeller. Resultatene i prosjektet viser at det er signaler fra radarmålingene knyttet opp mot endring i snømengder men at metoden for å fremstille informasjon om snømengder fra satellittsignalene ikke er entydig og robust nok for å brukes i en operativ kontekst. Det er behov for videre forskning og utvikling for å forstå radarsignalenes interaksjon mot snøpakken i løpet av de ulike delene av vintersesongen.

Prosjektet har bidratt til at man har fått en økt kompetanse på teknologi og metodikk for å analysere radarsignaler fra satellitt til å kunne bestemme snømengder. Prosjektet har bidratt til at man har en bedre forståelse for eksisterende men også kommende satellittsystem som kan brukes videre i metodeutvikling. I tillegg har man bedre forståelse av hvor fokus bør videre prioriteres vedrørende metodeutviklingen. Videre har prosjektet fått en økt forståelse av behovene blant brukere, problemer med eksiterende system og spesifikasjoner på hvordan fremtidens satellittbaserte produkter kan bidra til å løse eksisterende problemer i industrien. Effektene av dette er at man etter prosjektets slutt vil se etter nye muligehter for å kunne videre fortsette metode-og teknologiutviklingen for å oppnå en robust og nøyaktig metodikk for å estimere snømengdene i de norske høyfjellene.

For å effektivt kunne estimere avrenning til kraftselskapene reservoar brukes hydrologisk modellering som igjen er drevet av meteorologiske modeller og målinger. Avrenningen modelleres for hele nedbørfelt som kan være svært store, flere hundre kvadratkilometer. For å kalibrere den hydrologiske modellen gjennomføres snømålinger minst en eller flere ganger per vinter. Snømålinger som gjennomføres i dag, gjøres hovedsakelig med manuelle metoder. Dette betyr at folk må ut i felt for å måle snødybden og tetthet for å kunne estimere hvor mye vann som ligger lagret i snøpakken. Siden snømålinger kræver mye tid og ressurser gjennomføres målingene på strategiske plasser eller strekkinger som skal representere et gitt geografiskt areal. Da det er en begrenset dekning av snømålinger i et nedbørfelt er usikkerheten i estimatene på hvor mye vann som faktisk er lagret i snøpakken store. Spesielt under unormale år der snøfordelingen skiller seg veldig fra et normalår, så kan avrenningestimatene bli helt feil, noe som kan ha stor negativ økonomisk konsekvens for kraftselskapene, men som også kan utgjøre en større fare for samfunnet siden flomfaren kan være underestimert. Selskapet Globesar har ilag med forskningsinstutisjonen Norut tatt frem en prototype på en satellittbasert metode som kan kvantifisere mengden vann i en snøpakke. Da satellittmålinger brukes kan store areal måles svært tidseffektivt og med høy temporal og romlig oppløsning. En slik satellittbasert metode kan potentielt revolusjonere hvordan kraftselskapenes snøanalyser i forbindelse med kraftproduksjon gjennomføres i fremtiden.