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Titelaufnahme

Titel
Zeitlich hochaufgelöste inverse Modellierung von Gebietsniederschlägen aus Abflussmessungen / eingereicht von Mathew Herrnegger
VerfasserHerrnegger, Mathew
Begutachter / BegutachterinSchulz, Karsten ; Neuwirth, Fritz
GutachterNachtnebel, Hans-Peter ; Neuwirth, Fritz
Erschienen2013
UmfangVI, 158 S. : Ill., graph. Darst., Kt.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Diss., 2013
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Inverse hydrologische Modellierung / Gebietsniederschlag / potentielle Evapotranspiration / Österreich
Schlagwörter (EN)inverse hydrological modeling / areal rainfall / potential evapotranspiration / Austria
Schlagwörter (GND)Hydrologie / Modellierung / Gebietsniederschlag / Abflussmessung
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-16065 Persistent Identifier (URN)
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Zeitlich hochaufgelöste inverse Modellierung von Gebietsniederschlägen aus Abflussmessungen [7.24 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Das Ziel dieser Arbeit ist die zeitlich hochaufgelöste Berechnung von Gebietsniederschlägen auf der Grundlage von Abflussbeobachtungen. Es werden auf Basis des konzeptionellen Niederschlags-Abfluss-Modells COSERO zwei unterschiedliche Methoden präsentiert, um inverse Simulationen, mit Abflussbeobachtungen als Eingangsgröße, durchzuführen. Um die Existenz, Eindeutigkeit und Stabilität der invers berechneten Gebietsniederschläge zu überprüfen, werden numerische Experimente mit synthetischen Abflussganglinien als Input erfolgreich durchgeführt. Die Anwendung und Berechnung von Gebietsniederschlägen mit realen Abflussbeobachtungen zeigen, dass das inverse Modell sehr gut in der Lage ist, Gebietsniederschläge zu berechnen. Im Vergleich zu Stationsbeobachtungen haben die inversen Niederschlagssummen und -zeitreihen eine ähnliche Güte und Qualität, wie die von der inversen Modellierung unabhängigen INCA-Niederschlagsanalysen der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik. Tendenziell weisen die inversen Niederschläge dabei höhere Intensitäten und Varianzen auf. Zusätzlich wird der Einfluss unterschiedlicher Berechnungsmethoden der potentiellen Evapotranspiration auf den inversen Niederschlag untersucht. Aufgrund der Verfügbarkeit der raum-zeitlich hochaufgelösten INCA-Analysen (1x1 km, 15-/60-min) der Parameter Globalstrahlung, Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit und relativen Feuchte werden potentielle Evapotranspirationsberechnungen für Gesamtösterreich (84 000 km) durchgeführt. Vor allem über 1500 m ü.A. zeigen sich nach der Energiebilanzmethode nach ASCE-Penman-Monteith signifikant höhere potentielle Evapotranspirationssummen als bei den temperaturbasierten Methoden nach Hargreaves und Thornthwaite. Es kann geschlossen, dass die Verwendung der Lufttemperatur als Ersatzwert, vor allem in höheren Lagen mit niedrigeren Lufttemperaturen, unzureichend ist, um die potentielle Evapotranspiration zu berechnen.

Zusammenfassung (Englisch)

The aim of this work is the calculation of areal rainfall on the basis of runoff measurements. Based on the conceptual rainfall-runoff model COSERO, two different methods are presented to inversely simulate rainfall with runoff observations as input. To verify the existence, uniqueness and stability of the inverse rainfall, numerical experiments with synthetic hydrographs are carried out successfully. The application of the inverse model with runoff observations as driving input is performed for 2 catchments in the northern Austrian Alpine foothills. The results show that the inverse model is able to calculate areal rainfall in a high temporal resolution successfully. Compared to station observations, the inverse rainfall sums and time series have a similar goodness of fit, as the independent INCA rainfall analysis of Austrian Central Institute for Meteorology and Geodynamics (ZAMG). Compared to observations, the inverse rainfall estimates show larger rainfall intensities and a higher variance, due to oscillations in the inverse rainfall. It is however shown, that the oscillations can be eliminated with a simple weighted moving average filter. In addition, the influence of different methods for calculating potential evapotranspiration on the inverse rainfall is investigated. Due to the availability of high-resolution meteorological data (1x1 km, 15-/60-min) of global radiation, air temperature, wind speed and relative humidity, different calculations of potential evapotranspiration are performed and analyzed for Austria (84 000 km). Especially above 1500 m a.s.l., the potential evapotranspiration estimates calculated with the energy-balance based approach of ASCE Penman-Monteith are significantly higher, compared to the temperature-based methods of Hargreaves and Thornthwaite. It can be concluded that the usage of air temperature as a proxy is, especially at higher altitudes with lower air temperatures, insufficient to calculate potential evapotranspiration.