Changes in snowmelt and rain-on-snow runoff in mountainous catchments

Abstract

7 Abstrakt Očekává se, že dynamika tání sněhu a četnost a intenzita událostí deště na sníh (RoS events) se bude měnit v reakci na změny klimatu, konkrétně v důsledku změn srážek, zvýšení teploty vzduchu a následných změn ve výskytu sněhové pokrývky. I proto je třeba porozumět tomu, jak tyto události generují odtok a jaké jsou hlavní faktory ovlivňují tání sněhu. Tato disertační práce zahrnuje různé typy výzkumu napříč prostorovými a časovými měřítky, včetně experimentální studie a regionálního a mezinárodního výzkumu na větším počtu povodí. Pro účely výzkumu byla vybrána horská povodí nacházející se v regionu střední Evropy. Zvláštní pozornost byla věnována změnám v různých nadmořských výškách, se zvláštním zaměřením na oblasti v přechodové zóně déšť-sníh, kde v důsledku oteplování klimatu obvykle dochází k výrazným změnám v akumulaci a tání sněhu, ke změnám procesů uvnitř sněhové pokrývky a výskytu RoS. Při výzkumu byly použity různé metodické postupy (články I-IV). V naší experimentální studii (článek I) jsme analyzovali strukturu lesa jako jeden z důležitých parametrů, který významně ovlivňuje intenzitu radiačních toků, jež následně ovlivňují energetickou bilanci sněhové pokrývky a rychlost tání sněhu. V článcích II-IV byl k simulaci komponent odtoku použit koncepční hydrologický model HBV. Následně jsme...

6 Abstract Snowmelt dynamics and the frequency and intensity of rain-on-snow (RoS) events are expected to change in response to climate variations due to changes in precipitation, increase in air temperature and subsequent changes in the snow occurrence. Therefore, there is a need to understand the circumstances under which RoS events produce runoff and how the main drivers affect snowmelt. This dissertation thesis compiles various types of research at different spatial and temporal scales, including the experimental site study and regional and international multi-catchment research. Mountainous catchments located in Central Europe were selected for the studies. Particular attention was paid to changes in elevation, with a specific focus on areas within the rain-snow transition zones where large changes in snow storage, snow dynamics and RoS occurrence typically occur due to warming climate. Various methodological approaches were used in the research (Papers I-IV). In our experimental study (Paper I), we assessed forest structure as an important parameter that significantly influences the amount of radiation fluxes that consequently affect snowpack energy balance and snowmelt rates. In Papers II-IV, a conceptual hydrological HBV model was used to simulate runoff components. We then identified RoS...