Home > Forum > Categories > Random Tracks > More proof that rain doesn't really melt snowpack

More proof that rain doesn't really melt snowpack

  • Amar Andalkar
  • Topic Author
  • User
  • User
More
14 years 10 months ago #199332 by Amar Andalkar
As is obvious based on my previous posts, I love it when data solidly confirms various principles of physics, especially so when those principles are counterintuitive and the results unexpected to most. As in this thread from January 2009 ( 30" of snow lost in 21hrs @ Snoqualmie? ), which demonstrated that rain, especially when it falls within a few degrees C of the freezing point, is almost entirely incapable of melting snow.

Looking through the NWAC telemetry this morning, I realized that the rain over the past 3 days has provided an even better demonstation of that fact. This time, unlike in January 2009, the rain fell on a much more consolidated snowpack at Snoqualmie Pass, so the snowdepths barely decreased at all. Over 8" of rain at both Snoqualmie and Alpental, some of it falling at temps above 40 °F, has reduced the snowdepth by not even a few inches.

The first few hours of the storm appear to have produced about 3" of slushy snow, before the switchover to rain early on March 29, then heavy pounding rain most of the day on March 30 and past noon on March 31. Snowdepths at Snoqualmie went from 85" up to 88" and back down to 84" over the last 60 hours, and from 98" to 101" to 98" at Alpental:
[tt]
Northwest Weather and Avalanche Center
and Washington Department of Transportation
Snoqualmie Pass, Washington

3700' temp above Lake Keechelus snow shed

MM/DD  Hour  Temp  Temp  Temp    RH  Wind  Wind  Wind  Hour Total 24 Hr Total Press
         PST     F     F     F     %   Avg   Max   Dir Prec. Prec.  Snow  Snow    mb
             3800' 3700' 3000' 3000' 3800' 3800' 3800' 3000' 3000' 3000' 3000' 3000'
  3 28  2200    29    32    33    97     5    10   245     0   .01     0    85  1017
  3 28  2300    33    32    32    97     2     9   141   .01   .02     0    85  1016
  3 29     0    30    31    32    97     5     8   101   .02   .04     0    85  1016
  3 29   100    30    31    32    97     2     6   134   .04   .08     0    85  1016
  3 29   200    30    31    32    98     5     9   155   .06   .14     0    85  1016
  3 29   300    30    31    32    98     7    10   157   .05   .19     1    84  1015
  3 29   400    29    31    31    98     7    10   148   .05   .24     1    86  1015
  3 29   500    30    30    31    98     9    12   138   .07   .07     0    87  1014
  3 29   600    31    30    31    98     7    12   238   .09   .16     0    87  1015
  3 29   700    32    31    32    98     7    17   187    .1   .26     1    87  1015
  3 29   800    32    32    34    95     4     9   221   .09   .35     1    88  1015
  3 29   900    33    33    34    91     4    12   187   .06   .41     1    88  1016
  3 29  1000    34    34    35    93    14    26   257   .05   .46     1    88  1016
  3 29  1100    35    35    41    81    14    26   254   .04    .5     1    87  1016
  3 29  1200    36    35    41    84     7    19   244   .03   .53     1    87  1016
  3 29  1300    34    35    39    91    14    28   301   .02   .55     1    87  1017
  3 29  1400    34    35    38    91    12    24   237   .05    .6     1    87  1017
  3 29  1500    34    35    39    90    13    21   255   .03   .63     1    87  1017
  3 29  1600    34    35    38    89     7    11   236   .02   .65     1    87  1017
  3 29  1700    32    34    36    93     5    10   264   .05    .7     1    86  1017
  3 29  1800    32    33    34    95     6    11   233   .06   .76     1    87  1017
  3 29  1900    32    32    32    96     3    11   237   .06   .82     1    87  1016
  3 29  2000    33    33    32    97     5    11   216   .07   .89     1    87  1017
  3 29  2100    32    32    32    98     2     6   135   .08   .97     1    87  1017
  3 29  2200    32    33    32    98     3     6   129   .09  1.06     1    87  1017
  3 29  2300    33    33    32    98     4     8   105    .1  1.16     1    87  1016
  3 30     0    35    34    33    98     4    16   275   .18  1.34     1    87  1016
  3 30   100    35    35    33    99     8    20   313   .22  1.56     1    87  1017
  3 30   200    33    35    33    99     6    15   250   .29  1.85     1    87  1017
  3 30   300    36    35    32    99     7    16   269   .45   2.3     1    87  1017
  3 30   400    38    37    32    99    11    23   298   .09  2.39     1    87  1017
  3 30   500    37    38    34    99    17    29   264   .16   .16     1    86  1017
  3 30   600    38    38    35    99    17    32   256   .13   .29     0    85  1017
  3 30   700    37    38    35    99    17    26   219   .26   .55     0    86  1018
  3 30   800    36    38    35    99    16    29   234   .29   .84     0    87  1018
  3 30   900    34    37    35    98     9    20   250   .31  1.15     0    86  1019
  3 30  1000    34    35    35    98     8    17   258   .27  1.42     0    87  1020
  3 30  1100    34    34    36    98    10    18   247   .22  1.64     0    86  1021
  3 30  1200    34    35    35    98     6    14   226    .2  1.84     0    86  1021
  3 30  1300    34    35    36    97     5    13   286   .18  2.02    -0    86  1021
  3 30  1400    35    36    36    98     4    12   272   .18   2.2     0    86  1021
  3 30  1500    35    36    36    97     5    13   274   .14  2.34     0    86  1021
  3 30  1600    34    36    36    97     8    15   349   .13  2.47     0    86  1021
  3 30  1700    36    37    36    98     3     8     3   .17  2.64     0    86  1021
  3 30  1800    38    37    35    98     3    13   246   .09  2.73     0    86  1021
  3 30  1900    38    39    35    98    17    31   289   .13  2.86     0    86  1021
  3 30  2000    39    39    36    99    11    23   255   .12  2.98     0    86  1021
  3 30  2100    39    39    38    99    17    31   239   .17  3.15    -0    86  1021
  3 30  2200    39    40    37    99    11    24   247   .08  3.23     0    86  1020
  3 30  2300    41    41    37    99     9    17   261   .12  3.35     0    86  1019
  3 31     0    41    42    37    99    10    19   244   .11  3.46     0    86  1019
  3 31   100    43    43    39    99    14    24   228   .12  3.58     0    86  1018
  3 31   200    43    43    41    99    17    45   279   .16  3.74     0    85  1018
  3 31   300    42    43    42    96    23    47   332   .14  3.88    -0    85  1017
  3 31   400    41    42    42    98    19    32   257   .29  4.17     0    85  1017
  3 31   500    41    42    39    98    20    39   231   .25   .25     0    85  1017
  3 31   600    39    41    39    98    19    38   289   .32   .57     0    85  1018
  3 31   700    38    39    38    98    17    29   236   .25   .82    -0    84  1018
  3 31   800    36    38    36    98    11    20   252   .28  1.10     0    84  1019
  3 31   900    37    37    35    99    14    37   248   .26  1.36     0    84  1020
  3 31  1000    38    36    35    99    18    29   261   .25  1.61     0    85  1021
  3 31  1100    37    36    36    98    14    24   247   .17  1.78     0    84  1021
  3 31  1200    37    38    37    98    12    24   247   .07  1.85    -0    84  1021
  3 31  1300    39    39    39    98    13    22   283   .04  1.89    -0    84  1021
[/tt]
[tt]
Northwest Weather and Avalanche Center
Alpental Ski Area, Washington

Wind sensors unheated and may rime

MM/DD  Hour  Temp  Temp  Temp    RH    RH  Wind  Wind  Wind  Hour Total  24Hr Total
         PST     F     F     F     %     %   Avg   Max  Dir. Prec. Prec.  Snow  Snow
             5400' 4300' 3120' 3120' 5400' 5530' 5530' 5530' 3120' 3120' 3120' 3120'
  3 28  2200    26    30    33    98    98    11    16   195     0   .03     0    98
  3 28  2300    26    30    33    99    98     9    16   190   .01   .04     0    98
  3 29     0    26    30    33    99    99     8    15   140   .02   .06     0    98
  3 29   100    25    30    33    99    98    10    14   155   .04    .1     0    97
  3 29   200    25    30    32   100    99    11    20   175   .04   .14     0    98
  3 29   300    26    29    33   100    99    12    31   193   .05   .19     0    99
  3 29   400          29    32   100                           .04   .23     2    99
  3 29   500    26    29    32   100    98    16    33   206   .06   .06     2   100
  3 29   600    27    29    32   100    98    18    34   233   .05   .11     2   100
  3 29   700    28    29    33   100    98    17    36   232   .06   .17     3   100
  3 29   800    29    30    34    97    99    18    37   239   .07   .24     3   101
  3 29   900    31    32    34    95    97    18    32   244   .03   .27     3   101
  3 29  1000    31    32    36    92    96    14    42   226   .04   .31     3   101
  3 29  1100    30    33    38    91    94    14    34   221   .03   .34     3   100
  3 29  1200    32    33    38    95    93    16    43   221   .03   .37     2   100
  3 29  1300    29    32    37    95    97     2    16   221   .05   .42     2   100
  3 29  1400    31    32    38    97    95     0     0   221   .04   .46     2    99
  3 29  1500    29    33    38    95    98     0     0   222   .04    .5     2    99
  3 29  1600    30    32    38    96    94     0     0   222   .03   .53     2    99
  3 29  1700    30    32    35    96    96     0     0   221   .05   .58     2    99
  3 29  1800    28    32    33    98    98     0     0   221   .04   .62     2    99
  3 29  1900    28    32    33    99   100     0     0   222   .05   .67     1    99
  3 29  2000    28    32    33   100   100     0     0   221   .06   .73     2   100
  3 29  2100    28    32    33   100   100     0     0   222   .07    .8     2    99
  3 29  2200    29    32    33   100   100     0     0   221   .09   .89     2   100
  3 29  2300    30    33    33   100   100     0     0   222   .09   .98     2   100
  3 30     0    31    33    34   100   100     0     0   222   .11  1.09     2   100
  3 30   100    31    33    34   100   100     0     0   221   .19  1.28     2   100
  3 30   200          33    33   100                           .29  1.57     2   100
  3 30   300          33    33   100                           .36  1.93     2   100
  3 30   400          34    33   100                           .14  2.07     2    99
  3 30   500          35    34   100                           .31   .31     2   100
  3 30   600          35    34   100                           .24   .55     2   100
  3 30   700          35    35   100                            .4   .95     2    99
  3 30   800          34    34   100                           .33  1.28     0    99
  3 30   900          33    34    99                           .26  1.54     0   100
  3 30  1000          33    35   100                           .18  1.72     0    99
  3 30  1100    31    33    35    99   100     0     0   220   .14  1.86     0    99
  3 30  1200    31    33    36    99   100     0     0   222   .15  2.01     0    99
  3 30  1300    31    33    36    98   100     0     0   222   .14  2.15     0    99
  3 30  1400    31    33    36    99   100     0     0   220   .14  2.29     0    99
  3 30  1500    31    33    36    99   100     0     0   221   .14  2.43     0    99
  3 30  1600    31    33    35    99   100     0     0   221   .12  2.55     0    99
  3 30  1700    31    33    35    99   100     0     0   220   .17  2.72     0    99
  3 30  1800    31    34    35   100   100     0     0   222   .09  2.81     0    99
  3 30  1900    32    35    36   100   100     0     0   221   .11  2.92    -0    99
  3 30  2000    32    36    37   100   100     0     0   223   .13  3.05     0    99
  3 30  2100    32    36    36   100   100    16    36   249   .22  3.27     0    99
  3 30  2200    34    37    36   100   100    26    48   232   .05  3.32     0    99
  3 30  2300    35    36    37   100   100    33    63   235   .06  3.38    -0    99
  3 31     0    36    39    38   100   100    35    56   239   .07  3.45     0    99
  3 31   100    36    40    40   100   100    35    69   239   .07  3.52    -0    99
  3 31   200    37    40    43   100   100    39    77   242   .13  3.65     0    99
  3 31   300    36    39    43    96   100    49    89   243    .1  3.75    -0    98
  3 31   400    36    39    42    97   100    40    75   243   .24  3.99    -0    98
  3 31   500    35    38    41    98   100    41    80   247   .23   .23    -0    99
  3 31   600    33    37    39    99   100    32    59   241   .32   .55    -0    98
  3 31   700    32    35    37    99   100    34    63   243   .31   .86    -0    98
  3 31   800    32    35    35    99   100    25    50   236   .19  1.05    -0    98
  3 31   900    32    34    34   100   100     3    29   234   .24  1.29    -0    97
  3 31  1000    31    34    34    99   100     0     0   235   .26  1.55     0    98
  3 31  1100    32    34    35   100   100    13    55   236   .13  1.68     0    98
  3 31  1200    32    35    37    99   100    23    47   239   .03  1.71     0    98
  3 31  1300    32    35    38    99   100    24    44   238   .06  1.77     0    98
[/tt]

Hurray, rain does not melt snow!

Please Log in or Create an account to join the conversation.

  • philfort
  • User
  • User
More
14 years 10 months ago #199336 by philfort
I looked at the Buckinghorse snotel this morning when Gary posted a link to it.

How come it got 14 inches of precip, but almost no increase in SWE?

www.wcc.nrcs.usda.gov/nwcc/sntl-datarpt....1107&days=7&state=wa

Please Log in or Create an account to join the conversation.

  • trees4me
  • User
  • User
More
14 years 10 months ago #199341 by trees4me
Amar, do you have any material on how rainfall may reorganize/redistribute crystal structure in the snowpack?

Certainly the rainfall is providing some advective energy into the snowpack causing the snow to melt. However the rainfall may not provide enough energy (i'm assuming there's some threshold) where snow crystal structure changes and layers begin to collapse, therefore the snow depth wouldn't be significantly affected.

A very quick search turned up no good articles on how and at what rate rainfall impacts the snowpack crystal/layer structure.

Please Log in or Create an account to join the conversation.

  • Amar Andalkar
  • Topic Author
  • User
  • User
More
14 years 10 months ago #199345 by Amar Andalkar
Replied by Amar Andalkar on topic Re: More proof that rain doesn't really melt snowpack

I looked at the Buckinghorse snotel this morning when Gary posted a link to it.

How come it got 14 inches of precip, but almost no increase in SWE?

www.wcc.nrcs.usda.gov/nwcc/sntl-datarpt....1107&days=7&state=wa


Umm, Phil . . . because it was over 32 °F the whole time, and it didn't snow?? It looks like it never got below 34 °F, with a high of 40 °F.

Also, the heavy rain must have been rapidly flowing through the snowpack and not sitting inside it like a sponge, although the SWE temporarily did go up by about 0.8". But it is now decreasing as the remaining water flows out.

Amar, do you have any material on how rainfall may reorganize/redistribute crystal structure in the snowpack? 

Certainly the rainfall is providing some advective energy into the snowpack causing the snow to melt.  However the rainfall may not provide enough energy (i'm assuming there's some threshold) where snow crystal structure changes and layers begin to collapse, therefore the snow depth wouldn't be significantly affected.

A very quick search turned up no good articles on how and at what rate rainfall impacts the snowpack crystal/layer structure. 


I don't know / haven't read any good references on that subject.

But the key is that the rainfall is providing almost no energy to the snowpack, only the tiny specific heat due to its temperature above freezing, and not any large latent heat (which is what advective energy usually refers to, in the context of hydrology -- it's latent heat stored in the air at one place and transported far away to be released at another place). That lack of available energy is why the rain is having no snowpack melting effect (it released all of its advective energy into the skies far above when it condensed out of the vapor).

As for layers and crystal structure, the snowpack at 3000 ft at Snoqualmie Pass even before this rain was pretty well consolidated into late-spring density, I'm assuming its density is between 0.4 and 0.5 (which I just confirmed by looking at some nearby SNOTEL sites, which have snowdepth and SWE). So there isn't really anything left to collapse or change, that snowpack is already nearly as dense as it's going to get before it melts in a few months. That's why the snowdepth isn't changing this time, but in the January 2009 case, the snowdepth decreased by 30" even though there was little melting, because that snowpack started out very wintry and unconsolidated.

Please Log in or Create an account to join the conversation.

  • philfort
  • User
  • User
More
14 years 10 months ago #199346 by philfort
With a snowpack around 200 inches, it seems very suprising that water would drain out so quick. I would expect it to add to the SWE and just make the snow denser?

Please Log in or Create an account to join the conversation.

  • trees4me
  • User
  • User
More
14 years 10 months ago #199349 by trees4me
In general I disagree that rainfall doesn't have enough energy to melt snow. The rain is providing energy to the snowpack. However, the amount of energy certainly varies signficantly by event. Both the amount of energy the rain has when it hits the snowpack (temperature driven) and the snowpack structure play important roles. Once the winter layers are broken down then the rain will have developed pathways to travel through the snowpack to the ground. This allows for less energy transfer since there's less surface area contact between the rain and the snow once these little "tunnels" have developed.

Please Log in or Create an account to join the conversation.