Wetenschap - 11 maart 1999

Gletsjersmelt in een hydrologisch model

Gletsjersmelt in een hydrologisch model

Gletsjersmelt in een hydrologisch model
Lisette Klok en Kees Roelofsma, Waterhuishouding

Lisette Klok en Kees Roelofsma staan na hun afstudeervak hydrologie in Zerich bekend als die Holl344ndische Gletsjerexperte. In een bestaand model voor de afvoer van neerslag bouwden ze een model voor gletsjersmelt in. Overigens zonder de betreffende gletsjer ooit te hebben gezien


Omdat bergen in Nederland alleen bestaan in liedjes en dromen. En omdat er in Nederland bijna geen sneeuw valt. Dat voeren Kees Roelofsma en Lisette Klok, studenten Bodem, water en atmosfeer, in het voorwoord van hun gezamenlijke afstudeerverslag aan als beweegredenen om gletsjers te gaan bestuderen in Zwitserland

Klok en Roelofsma gingen naar de Eidgenössische Technische Hochschule Zerich (ETHZ), waar ze een model voor gletsjersmelt inbouwden in het aan de ETHZ ontwikkelde afvoermodel voor neerslag, WaSIM-ETH. WaSIM-ETH simuleert de waterbalans in een gebied. Wanneer in het model gegevens over neerslag, temperatuur, topografische hoogte, landgebruik en bodemtype van een gebied worden gestopt, berekent het per dag, per uur of desnoods per minuut hoeveel water op een gewas blijft liggen, in de bodem zakt en uiteindelijk wegstroomt

Het model was echter nog niet geschikt voor gebieden die gedeeltelijk vergletsjerd zijn, zoals het stroomgebied van de Rhonegletsjer, dat voor meer dan de helft is bedekt met sneeuw en ijs. Een gletsjer vertoont een heel bijzonder afvoerpatroon. Een grote piek in de zomer. En daarnaast een kleine piek op het heetst van de dag. Dat werd niet correct gesimuleerd, legt Roelofsma uit

Aan Roelofsma en Klok dus de taak een geschikt gletsjermodel uit te kiezen en het in te bouwen in WaSIM-ETH. Ze konden kiezen uit twee methoden voor het bereken van gletsjersmelt. De eerste berekent de smelt met behulp van de energiebalansmethode. Dat model gaat uit van de hoeveelheid straling boven het gletsjeroppervlak. Het model verdeelt de stralingsenergie over verdamping, opwarming van de gletsjer en het smelten van sneeuw en ijs

Klok en Roelofsma kozen echter voor een eenvoudiger methode die gebruik maakt van de temperatuur. Het smelten van een gletsjer is nu eenmaal nauw verwant aan de temperatuur. Wel brachten ze wat correcties aan voor straling. Op een onbewolkte dag smelt het ijs nu eenmaal harder dan op een zwaar bewolkte dag. Ook maakt het uit of een helling op het noorden of op het zuiden is gericht

Nadat ze hadden besloten om hun gebied in te delen in grid-cellen van een hectare en een tijdpad van een uur aan te houden, konden Klok en Roelofsma aan de slag met de Rhonegletsjer. De Holl344ndische gletsjerexperte hebben de Rhonegletsjer niet zelf gezien. Die was onbereikbaar doordat de bergpas was afgesloten

Het was ook niet nodig om een bezoekje aan de gletsjer te brengen. Zwitserland staat bekend als het best bemeten gebied ter wereld en de studenten hadden alle benodigde meteorologische gegevens digitaal tot hun beschikking

Om parameters in het model goed in te stellen moesten Klok en Roelofsma het model steeds opnieuw laten proefdraaien. Bijvoorbeeld om de smeltfactor in de formule voor de smeltsnelheid te bepalen. De waarde van die factor moesten Klok en Roelofsma door trial and error achterhalen. Een fikse klus. Tijdens de testperiode hadden de studenten soms wel vier computers dag en nacht aan het rekenen. Om per uur voor alle vierduizend grid-cellen van het Rhonedal de waterbalans te bereken was een computer drie uur aan het rekenen

Nadat ze hun model hadden ingebouwd met behulp van meetgegevens uit 1992, controleerden Klok en Roelofsma hun werk met de veldgegevens van 1993 tot en met 1996. Zo vergeleken ze het voorspelde debiet, het water dat door een rivier stroomt, met de gemeten waarde. Een spannend moment, niet in de laatste plaats omdat ze boven op een nog wel bereikbare gletsjer hadden gezien dat een hectare in de bergen toch wel een heel groot, gevarieerd gebied kan zijn

Het model deed zijn werk voortreffelijk. We kregen echt bijna een perfect fit. Ook de Zwitserse begeleiders zijn zeer te spreken over het werk van de Holl344ndische Gletsjerexperte. De Zwitserse onderzoekers gaan met behulp van WaSIM-ETH nu de waterbalans van heel Zwitserland doorrekenen

Het is de bedoeling dat over het werk van de Nederlandse studenten een artikel verschijnt in een Zwitser vakblad. Daarnaast zijn Klok en Roelofsma uitgenodigd om in de zomer de Rhonegletsjer in het echt te komen bekijken

Re:ageer