Schneedeckendynamik und Massenbilanz von Gebirgsgletschern

Gletscher tragen maßgeblich zum gegenwärtigen Meeresspiegelanstieg bei, sind vielerorts wichtige Komponenten im regionalen Wasserhaushalt und zeugen sichtbar vom Klimawandel. Besonders Gebirgsgletscher und deren Änderungen sind aufgrund großer logistischer Anforderungen meist schwierig zu messen, und meist sind es nur wenige, jährlich erzielte Massenbilanzen, von denen dann in grober Annäherung auf unbeobachtete Gebiete extrapoliert wird. Diese unbefriedigende Situation kann überwunden werden, wenn wir in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung die Masse- und Energieflüsse analysieren, welche den Zustand der Gletscher bestimmen. Die größte Unbekannte dabei ist die Dynamik der Schneedecke vom Niederschlag über die windgetriebene Umverteilung und Verdichtung bis hin zum Abbau. Die Dauer der Schneedecke mit ihrem hohen Reflexionsvermögen gegenüber Sonnenschein ist maßgeblich für das Wohlergehen eines Gletschers. Unser Wissen über die dominierenden Prozesse und unser Modellverständnis sind weit fortgeschritten, aber noch fehlen die Messungen zum Verfeinern und Kalibrieren der Modelle. Unser Team aus Wissenschaftlern der Universitäten von Innsbruck (AUT), Erlangen-Nürnberg (GER) und Saskatchewan (Kanada) will auf einem der weltweit bestuntersuchten und relativ leicht erreichbaren Gletscher, dem Hintereisferner im Ötztal (AUT), versuchen, Messungen und Modelle in einer Genauigkeit verbinden, die ein neuartiges und stark verbessertes Werkzeug bereitstellt. Dieses soll die Ungenauigkeit in den Extrapolationen drastisch reduzieren und die Untersuchung der Wechselwirkung Gletscher-Klima in den verschiedensten Gebirgsklimaten der Erde in großer Auflösung ermöglichen.

Wenn Gletscher Masse verlieren, trägt dies zum Anstieg des Meeresspiegels bei und verändert die sommerliche Wasserverfügbarkeit in Gebirgen. Wenn wir die Änderungsbeträge kennen, können wir diese auch möglichen Ursachen zuordnen und wir können bestimmen, ob natürliche Klimaschwankungen oder der menschgemachte Klimawandel dahintersteckt. Wir kennen diese Massenänderungen von ein paar Dutzend Gletschern weltweit, nur von wenigen länger als zwei Jahrzehnte und nur in der zeitlich groben Auflösung von Jahreswerten. Von diesen wenigen und zeitlich wie räumlich ungenügend aufgelösten Informationen können wir nur mangelhaft den eingangs erwähnten Fragen nachgehen. Im Zentrum unserer Forschungsarbeit steht dabei die Dynamik der Schneedeckenentwicklung in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung, dem neben dem Schmelzen effizienteste Prozess der Massenänderung von Gletschern. Wir haben es uns in unserem FWF-DFG Projekt zur Aufgabe gemacht, genauer in die Prozesse zu schauen, diese zu messen und in eine Modellsprache zu übertragen. Die Messungen erfolgten über einen hoch über dem Hintereisferner fix installierten und vom Büro in Innsbruck aus kontrollierten Terrestrischen Laser Scanner. Mit einer räumlichen Auflösung von ca. 10cm konnten wir mehrmals am Tag Veränderungen der Gletscheroberfläche messen, diese mit meteorologischen Parametern korrelieren und damit das Modell Schneedeckendynamik eichen. Damit ist uns ein wesentlicher Schritt gelungen, um in der Folge dieses Modell zeitlich und räumlich über die Messperioden hinaus anzuwenden. Aus meteorologischen und Geländedaten sollten nun Massenänderungen von beliebig vielen Gletschern in die Vergangenheit und in die Zukunft errechenbar werden, Meeresspiegelschwankungen genauer bestimmt und vor allem die Ursachenfindung der Änderungen verbessert werden. Als ein Seitenprodukt konnten wir in den vergangenen Jahren jenen Tag ermitteln, an dem der Hintereisferner alle Masse verloren hatte, die er seit dem 1. Oktober des Vorjahres über den Winter angesammelt hatte. Im Falle eines Gletschers im Gleichgewicht sollte dieser Tag der 30. September sein. 2022 war es der 23. Juni und der Hintereisferner hat bis zum 30. September noch 3 Meter an Dicke oder 20 Mio m Wasser verloren. Damit könnte Innsbruck fast 2 Jahre mit Wasser versorgt werden.