פיתוח כלים להערכת השפעת השלג בהר החרמון על מקורות הירדן

1. פיתוח כלים להערכת השפעת השלג בהר החרמון על מקורות הירדן רותם שדה1 אלון רימר2, איגי ליטאור3, אלכס פורמן1 משתתפים: יורי לצ'ינסקי2, שמשון זכאי2, הילה אלמן3, יינס לנגה4, אנדריאס הרטמן4 1הטכניון, חיפה;2חיא"ל, המעבדה לחקר הכנרת; 3מכללת תל חי; 4אוניברסיטת פרייבורג (גרמניה(. רשות המים – יוני 2011 MODIS-03/17/11

2. מחקרי שלג בחרמון • שמידע (1977) במחקרו על החרמון תאר את פרוס השלג במרחב. • בונה וגלעד (1988) שחקרו את המתאם בין כיסוי השלג וספיקת המים ביובלי הירדן. • בטרם החל המחקר הנוכחי פיתחוRimmer and Salingar (2006) את מודל HYMKE (Hydrological Model for Karst Environment )ויישמו אותו בהצלחה יחסית לאגני מקורות הירדן. • למרות מחקרים אלו נותרו השאלות הבסיסיות ללא מענה: • מהי התרומה היחסית של השלג למקורות הירדן? • כמה מים אצורים בשלוגיות הגדולות במרומי ההר? • ואיך משפיעה הפשרת השלגים על שפיעת המעיינות הגדולים למרגלות החרמון?

3. מטרות • יצירת מאגר נתונים ראשוני של פרמטרים אקלימיים בחרמון עם דגש על משקעים והתאדות/המראה. • אפיון וכימות של הדינמיקה של השלג בחרמון. • פיתוח כלים להערכת ה- SWE (Snow Water Equivalent) על החרמון. השגת מטרות אלו תאפשר הבנה טובה יותר של השפעת השלג על מקורות המים של הירדן, כמו כן נוכל בעתיד לנתח את ההשפעות הצפיות על מקורות הירדן עקב שינויים אקלימיים.

4. מבנה המחקר מדידות מטאורולוגיות HYMKE+HBV מידול של שלג בתוך HYMKE UEB מידול של מאזני אנרגיה ומסה של שלוגית DSP אפיון של שלוגית עמוקה

5. מבנה המחקר מדידות מטאורולוגיות HYMKE+HBV מידול של שלג בתוך HYMKE UEB מידול של מאזני אנרגיה ומסה של שלוגית DSP אפיון של שלוגית עמוקה

6. HYMKE-HBVפונקצית המשקעים עקום רום גשם עקום רום שטח

7. HYMKE-HBVפונקצית המסה qmelt : Calculated snowmelt [mm/day], ddf: the degree-day factor [mm/°C/day], TAIR : the mean daily temperature [°C] TM melting temperature [°C]. qrefr : Calculated amount of retained liquid water [mm/day] RF [-]: A factor that describes refreezing rate compared to melting.

8. October 1991-October 1992 1275-1325 m 2025-2075 m 2775-2815 m תרומת שלוש רצועות גובה לזרימת הירדן • חישוב עבור החורף הגשום מאד של שנת 1991-1992: • משקעים בפועל (גשם + המסת שלגים) בשלוש רצועות גובה • רטיבות עודפת (ביחידות של 1000 מ"ק) היא הרכיב העיקרי שממנו נוצרת הן זרימת נגר עלי לנחלים, והן הזרימה המעדיפה למי תהום 120 100 80 משקעים אפקטיבים [mm/day] המסה גבוהה ברצועות גובה 2025 ו- 2075 60 40 a 20 הרווית הקרקע התרומה המוחלטת של רצועות הגובה 2025 ו- 2075 לכמות המים שתזרום בירדן היא מאד קטנה בגלל ששטח רצועת הגובה קטן יחסית 3 מרבית המשקעים מרווים את הקרקע, ומעט מאד מים מופנים לנחלים 2 רטיבות עודפת [1000m3d-1] 1 b Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct חודש

9. חוסר הוודאות ב- HYMKE-HBV אין מידע על קצבי ההמסה בחרמון. למרות כי ידוע שהשונות המרחבית בתפרוסת השלג היא גבוהה אין במודל ייצוג לכך. אין מידע על ההתאדות/המראה ברומים השונים על ההר. על מנת לגשר על חלק מפערי הידע שצוינו לעיל אנו מאפיינים את השונות המרחבית חלקים הגבוהים של החרמון, ומיישמים מודל פיזיקלי לחישוב קצבי ההמסה.

10. מבנה המחקר מדידות מטאורולוגיות HYMKE+HBV מידול של שלג בתוך HYMKE UEB מידול של מאזני אנרגיה ומסה של שלוגית DSP אפיון של שלוגית עמוקה

11. מדידות בשלוגית הגדולה 3m 31/3/2011

12. השלוגית הגדולהחורף 2010 28/04/2010

13. ליזימטרים

14. מבנה המחקר מדידות מטאורולוגיות HYMKE+HBV מידול של שלג בתוך HYMKE UEB מידול של מאזני אנרגיה ומסה של שלוגית DSP אפיון של שלוגית עמוקה

15. UEB Atmosphere Qh-sensible heat flux Qe-latent heat flux Qm-advected heat removed by melting units Qsn-net shortwave radiation Qln-net longwave radiation Qp-advected heat fromprecipitation Qg-ground heat flux

16. Energy balance equation U - snowpack energy content relative to liquid water at 0 oC Mass balance equation Pr – Rain input Ps – Snow input Mr – Melt Water E – Sublimation units

17. תוצאות - UEB

18. סיכום • מידול שלג כחלק מהמערכת ההידרולוגית של החרמון מתבצע בעזרת HBV בתוך HYMKE. • כחלק מהמאמץ לשפר את הבנת הדינמיקה של השלג ביצענו גם מידול של מאזני מסה ואנרגיה של שלוגית בחרמון. מהם ניתן לקבל הערכה של שטפי ההתאדות בפני השלג. • עדיין אין ייצוג מספק של ההתאדות על ההר כולו (כולל האזורים שמתחת לקו השלג) ועל כן בימים אלו ממתבצע מחקר ראשוני בשיתוף אוניברסיטת בן גוריון להערכה של כיסוי הצומח ברומים השונים של ההר. (בהנחה שזהו פקטור מרכזי השולט בהתאדות/דיות).

19. המשך המחקר מדידות מטאורולוגיות HYMKE+HBV מידול של שלג בתוך HYMKE UEB מידול של מאזני אנרגיה ומסה של שלוגית אפיון של פירוס הצומח להערכת התאדות/דיות DSP אפיון של שלוגית עמוקה

20. MODIS-03/17/11

21. טמפרטורת פני השלוגית משוואת מאזן האנרגיה בפני השלוגית המשוואה המקורית של טמפרטורת פני השלוגית (Tarboton and Luce 1997) המשוואה המתוקנת לטמפרטורת פני השלוגית (Sade et al. 2011 submitted)