Wie raceday.ski die Schneetemperatur berechnet

Wachstabellen beziehen sich auf die Schneetemperatur — gemessen wird im Alltag aber fast immer die Lufttemperatur. Die beiden können mehrere Grad auseinanderliegen: Nachts strahlt die Schneeoberfläche Wärme gegen den Himmel ab und kühlt unter die Lufttemperatur aus; tagsüber erwärmen Sonnenstand, Exposition und Hangneigung die Oberfläche wieder. raceday.ski schätzt die Schneetemperatur deshalb nicht aus Faustregeln, sondern berechnet sie physikalisch — Stunde für Stunde, vom Vorabend bis zur gewählten Startzeit.

Datenquellen

• Open-Meteo — stündliche Wetterprognosen (Temperatur, Feuchte, Bewölkung, Wind, Niederschlag, Schneefall, Schneehöhe, direkte und diffuse Strahlung) sowie Temperatur und Geopotential auf acht Druckniveaus.
• WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF — Messwerte der IMIS-Stationen, darunter die gemessene Schneeoberflächentemperatur (Daten: WSL/SLF, CC BY 4.0).
• Digitale Geländemodelle (Copernicus GLO-30, SRTM, EU-DEM) — für Horizontprofile, Abschattung und die Validierung der Berechnungspunkte.

Das 3-Schicht-Energiebilanzmodell

Kern der Berechnung ist ein Schneedecken-Modell mit drei Schichten (Oberfläche ~3 cm, Zwischenschicht ~17 cm, Basis ~80 cm), das die Energiebilanz der Oberfläche stündlich löst:

• Kurzwellige Strahlung: direkte und diffuse Sonneneinstrahlung, korrigiert um Hangneigung, Exposition und Horizont-Abschattung; die Albedo altert mit dem Schnee (CLASS-Schema) und wird durch Neuschnee und die morgendliche Pistenpräparation zurückgesetzt.
• Langwellige Strahlung: atmosphärische Gegenstrahlung nach Prata (1996) mit Wolkenkorrektur nach Unsworth-Monteith; dazu die Abstrahlung der Schneeoberfläche selbst — der Mechanismus, der klare Nächte so kalt macht.
• Latente Wärme: Sublimation und Kondensation in Abhängigkeit von Feuchte, Wind und Höhenlage (Sättigungsdampfdruck über Eis).
• Wärmeleitung: zwischen den Schichten, mit dichteabhängiger Leitfähigkeit nach Sturm et al. (1997) — präparierter Pistenschnee leitet deutlich anders als lockerer Neuschnee.

Die Schneeart selbst (Neuschnee, Altschnee, Sulz, Kunstschnee …) wird aus den letzten 48 Stunden Wettergeschichte klassifiziert und bestimmt Dichte, Albedo und Leitfähigkeit des Modells. Die Feuchteklasse folgt der internationalen Schneeklassifikation (ICSSG).

Gelände: Höhe, Horizont, Abschattung

Die Lufttemperatur wird über eine dynamische Lapse-Rate aus Druckniveau-Daten auf die Zielhöhe umgerechnet — statt mit einem fixen Gradienten. Das erkennt auch Inversionslagen, in denen es oben wärmer ist als im Tal.

Für jeden Ort im Katalog ist ein Horizontprofil hinterlegt: aus digitalen Geländemodellen berechnete Horizontwinkel in 36 Himmelsrichtungen samt Sky-View-Faktor. Damit weiss das Modell, wann ein Hang im Schatten eines Bergmassivs liegt und wie viel Himmel die Piste für die nächtliche Abstrahlung „sieht“. Die Berechnungspunkte aller 1'100+ Katalogeinträge wurden gegen digitale Geländemodelle validiert und die Horizontprofile aus Geländedaten berechnet (Abtastung ab 150 m Distanz in 11 Stufen) — eine katalogweite Qualitätssicherung, dokumentiert im internen QS-Report.

Messstations-Abgleich (SLF-IMIS)

Physikalische Modelle haben systematische Restfehler. Deshalb gleicht raceday.ski die berechnete Schneetemperatur laufend mit echten Messungen ab: Über 130 IMIS-Stationen des SLF liefern gemessene Schneeoberflächentemperaturen aus den Schweizer Alpen. Liegt eine Station in der Nähe des gewählten Skigebiets, lernt ein Kalman-Filter den lokalen Modell-Bias pro Station und Tageszeit und korrigiert die Prognose entsprechend — mit strenger Auswahl der Messpaare (nur zeitnahe Messungen am Prognosetag, keine Duplikate). Eine regelbasierte Residualkorrektur fängt zusätzlich bekannte Modellschwächen ab.

Ausserhalb des IMIS-Radius (etwa in weiten Teilen Österreichs) arbeitet das Modell ohne Messverankerung — das fliesst ehrlich in die angezeigte Unsicherheit ein.

Unsicherheit: das ±-Band

Jede Berechnung liefert einen Konfidenz-Score aus den Faktoren Bewölkung, Wind, Temperaturstabilität, Messstations-Nähe, Geländeprofil, Lapse-Rate-Qualität und Schneeklassifikations-Sicherheit; Sonderlagen (Föhn, Regen auf Schnee, Inversion) geben feste Abzüge. Statt einer abstrakten Prozentzahl zeigt raceday.ski daraus ein Unsicherheitsband an der Schneetemperatur (z. B. −6.5 ±1.5 °C) in Stufen von ±0.5 bis ±4 °C. Die Zuordnung ist bewusst konservativ gewählt und wird mit den gesammelten Mess-Modell-Paaren laufend nachkalibriert. Sonderlagen werden zusätzlich als Warnhinweis (Flag) angezeigt.

Von der Schneetemperatur zur Wachsempfehlung

Die Empfehlung wählt aus 127 Produkten von Swix, Toko, Holmenkol, HWK und Rex. Gescort wird nach Temperatur-Passung (Zentrierung im Herstellerbereich), Schneeart, Feuchte und Nutzerfeedback; kuratierte Marken-Templates haben Vorrang, wenn sie exakt passen. Die Temperaturbereiche der Datenbank wurden produktweise gegen publizierte Herstellerangaben verifiziert — jedes verifizierte Produkt trägt Quelle und Verifikationsdatum. Wo Hersteller Feuchtebänder publizieren (aktuell nur Swix World Cup), fliessen sie direkt ins Scoring ein.

Das Ergebnis ist bewusst nachrechenbar: Der Transparenzblock jeder Empfehlung zeigt die Herleitung — von der Lufttemperatur über das Nacht-Minimum zur Schneetemperatur, samt Physik-Parametern und Score-Zerlegung.

Grenzen des Modells

• Die Berechnung basiert auf Wetterprognosen — deren Fehler pflanzen sich fort, besonders bei labilen Lagen.
• Rennspezifische Präparation (Wasserinjektion, Salzen) kann die Piste lokal stark verändern und ist nicht modelliert.
• Föhn, Regen auf Schnee und Inversionen verletzen Modellannahmen — sie werden erkannt und als Flag mit breiterem Unsicherheitsband ausgewiesen, bleiben aber schwierig.
• Der systematische Vergleich Modell vs. Messstationen läuft als laufender Messbetrieb über die Wintersaison — die Auswertung ist auf der Genauigkeits-Seite offengelegt und befüllt sich automatisch, sobald Saisondaten vorliegen.

Literatur

• Prata, A. J. (1996): A new long-wave formula for estimating downward clear-sky radiation at the surface. Q. J. R. Meteorol. Soc. 122, 1127–1151.Atmosphärische Emissivität (klarer Himmel)
• Unsworth, M. H. & Monteith, J. L. (1975): Long-wave radiation at the ground. Q. J. R. Meteorol. Soc. 101, 13–24.Wolkenkorrektur der langwelligen Einstrahlung
• Juszak, I. & Pellicciotti, F. (2013): A comparison of parameterizations of incoming longwave radiation over melting glaciers. J. Geophys. Res. Atmospheres 118, 3066–3084.Validierung der Langwellen-Parametrisierung im Hochgebirge
• Verseghy, D. L. (1991): CLASS — A Canadian land surface scheme for GCMs. I. Soil model. Int. J. Climatol. 11, 111–133.Alterungs-Schema der Schnee-Albedo
• Sturm, M., Holmgren, J., König, M. & Morris, K. (1997): The thermal conductivity of seasonal snow. J. Glaciol. 43(143), 26–41.Wärmeleitfähigkeit als Funktion der Schneedichte
• Alduchov, O. A. & Eskridge, R. E. (1996): Improved Magnus form approximation of saturation vapor pressure. J. Appl. Meteor. 35, 601–609.Sättigungsdampfdruck über Wasser und Eis (Sublimation, Taupunkt)
• Fierz, C. et al. (2009): The International Classification for Seasonal Snow on the Ground (ICSSG). UNESCO-IHP, Paris.Feuchteklassifikation des Schnees
• NOAA Solar Position Algorithm (nach Meeus, Astronomical Algorithms).Sonnenstand (Elevation/Azimut) pro Stunde

Schneedaten: WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF (www.slf.ch), CC BY 4.0 · Wetterdaten: Open-Meteo · Geländedaten: Copernicus GLO-30, SRTM, EU-DEM (© Europäische Union).