Sneeuwmassa in de bergen meten

Het belang van sneeuw wordt nog te vaak onderschat. Niet alleen levert sneeuwwater drinkwater aan meer dan één miljard mensen, smeltwater is wereldwijd ook onmisbaar voor de landbouw en de elektriciteitsproductie. Om nog te zwijgen van het koelend effect dat sneeuw heeft op ons klimaat door de sterke weerkaatsing van het zonlicht.

Nauwkeurige informatie over de totale sneeuwmassa in de bergen is bijgevolg cruciaal voor het waterbeheer in verschillende delen van de wereld. “Denk aan de Rocky Mountains in Noord-Amerika, de Himalaya in het midden van Azië of de Alpen in Europa”, vertelt Isis Brangers, FWO-aspirant fundamenteel onderzoek met als onderzoeksgebied Aard- en Omgevingswetenschappen aan de KU Leuven.

“Als je kan meten hoeveel sneeuw er op het aardoppervlak ligt of valt, kan je ook de voorraad smeltwater beter inschatten en inzetten. Probleem is dat sommige gebieden niet toegankelijk zijn voor lokale metingen en dat de huidige gemodelleerde sneeuwdieptes vaak niet overeenkomen met observaties in de praktijk. Mijn onderzoeksdoel is om de hoeveelheid sneeuw in de bergen te meten via satellietradar.”

Metingen via satelliet

Een team onderzoekers aan de KU Leuven mag alvast de primeur op zijn naam schrijven: via satellieten de sneeuwdiepte meten. Samen met een internationaal team slaagden de wetenschappers erin om de sneeuwmassa in de berggebieden van het noordelijk halfrond in kaart te brengen. Ze maakten daarvoor gebruik van radarmetingen van Sentinel-1, een satelliet van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA.

“De satelliet zendt radargolven uit, meer specifiek verticaal gepolariseerde golven. Door weerkaatsing van die golven op de sneeuwkorrels verandert het vlak waarin de radargolven trillen. Zo betekent meer terugkaatsing van horizontaal gepolariseerde golven een dikker sneeuwpak. Uit de veranderingen in het teruggekaatste signaal kunnen we dus de sneeuwdiepte bepalen.”

Bedoeling is om het algoritme te verbeteren dat de veranderingen in radarsignalen kan vertalen naar meer of minder sneeuwmassa in de berggebieden. Maar daarvoor zijn extra inzichten nodig. Zo trok Isis Brangers vorige winter vijf maanden naar de Rocky Mountains in Idaho om de invloed van sneeuw op radargolven te bestuderen.

Sneeuwputten graven

Isis Brangers: “Wat er juist gebeurt wanneer de radargolven weerkaatsen in het sneeuwpak, dat begrijpen we nog niet helemaal. Verschillende elementen kunnen het signaal beïnvloeden: de vorm en de grootte van de ijskorrels, de vochtigheid, de verschillende sneeuwlagen … Voor het veldwerk hebben we radarsensoren gebouwd en gemonteerd op torens. Zo onderzoeken we de sneeuw op drie locaties in Idaho en Colorado. Door metingen uit te voeren en de sneeuw ter plaatse te bestuderen, kunnen we de methode nog verder verfijnen.”

En ter plaatse bestuderen betekent ook zélf sneeuwputten graven van anderhalve meter diep. “Toch een aantal uren werk met een schop, best vermoeiend (lacht). Maar zo fascinerend om dan de verschillende ijslagen te voelen, de samenstelling van de ijskorrels microscopisch te bekijken … Dat doen we allemaal ter plaatse. In principe kan je de ijskorrels ook vervoeren naar een labo, maar dat is niet zo voor de hand liggend en erg duur.”

Thermisch ondergoed

Op termijn zal deze innovatieve methode via radarmetingen zelfs de impact van klimaatverandering kunnen inschatten. “Dat zou een mooie toekomst zijn, om te monitoren hoe de sneeuwmassa evolueert en om de sneeuwwatervoorraden beter te kunnen inschatten. Maar tot dan is het nog belangrijk om de data verder aan te vullen, zodat we concreet kunnen aantonen dat deze techniek werkt én betrouwbaar is.”

Of ze nog van sneeuw en kou kan genieten? “Heel zeker. Na uren veldwerk in het skidomein gingen we vaak nog even skiën, heerlijk! En tijdens mijn winterverblijf in de VS heb ik het eigenlijk zelden koud gehad. Een goede voorbereiding scheelt: met thermisch ondergoed, een ski-outfit en een dikke donsjas ben je gewapend. Ik kijk er al naar uit om volgend jaar het veldwerk verder te zetten.”