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The median winter snowline in the Alps

Hantel, Michael; Maurer, Christian

Meteorologische Zeitschrift Vol. 20 No. 3 (2011), p. 267 - 276

published: Jun 1, 2011

DOI: 10.1127/0941-2948/2011/0495

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Abstract

The relative duration of snow cover in a season is a number between zero and unity; here it represents the probability to encounter, at a given station, snow of at least 5 cm depth. We use routine station data of snow depth for the winters 1961-2000 to explore the pattern of relative snow duration in the Alps. A horizontal isoline is drawn across all stations that exhibit 50 % snow duration; we consider this isoline the median snowline. We further introduce the mountain temperature as linear expansion of the Central European temperature with respect to station coordinates; it separates the large-scale European temperature from the local-scale vertical lapse rate and serves as substitute for the station temperature. The mountain temperature allows to condense the snow data of all stations and years into one analytical curve, the state function of snow duration. This curve yields every desired snowline; the median snowline coincides with the altitude of maximum sensitivity of snow duration to European temperature. The median snowline in winter is located at an average altitude of 641 m and slightly slopes downward towards the eastern Alps. The average altitude varies considerably from winter to winter under the influence of European temperature fluctuations; it shifts upward by about 123 m per °C climate warming.

Kurzfassung

Die relative Dauer der Schneebedeckung in einer Jahreszeit ist eine Zahl zwischen Null und Eins. Hier wird sie als Wahrscheinlichkeit verstanden, an der betreffenden Station Schnee mit einer Mindesthöhe von 5 cm anzutreffen. Wir verwenden Routinedaten der Schneehöhe für die Winter 1961-2000, um das Feld dieser Größe in den Alpen zu untersuchen. Wenn man alle Stationen mit 50 % Schneedauer horizontal verbindet, so entsteht eine Höhenlinie, die wir als Median-Schneelinie bezeichnen. Wir führen die Gebirgstemperatur ein als lineare Entwicklung der mitteleuropäischen Temperatur nach den Stationskoordinaten; sie separiert die großskalige europäische Temperatur vom lokalen vertikalen Temperaturgradienten und ersetzt so die Stationstemperatur. Mit der Gebirgstemperatur lassen sich die Schneedaten aller Stationen und Jahre in einer analytischen Kurve zusammenfassen, der Zustandsfunktion der Schneedauer. Aus der Zustandsfunktion kann man jede gewünschte Schneelinie gewinnen; die Median-Schneelinie fällt mit der Höhe der maximalen Empfindlichkeit der Schneedauer bezüglich der Europatemperatur zusammen. Diese Linie liegt im Winter bei einer mittleren Höhe von 641 m und fällt leicht nach Osten hin ab. Die mittlere Höhe der Median-Schneelinie variiert beträchtlich von Winter zu Winter aufgrund von Schwankungen der Europatemperatur; sie wandert um rund 123 m pro °C Klimaerwärmung aufwärts.