Gletscher-Klima Beziehung in den Anden der Niederen Breiten

Die Gletscher in den niederen Breiten (innere und äußere Tropen sowie Subtropen) reagieren nicht nur auf Änderungen der Lufttemperatur, sondern besonders auf Vorgänge, die mit Schwankungen der Luftfeuchtigkeit zusammenhängen. Das Entschlüsseln dieser Zusammenhänge ist ein wertvoller Beitrag zum Verständnis des tropischen und subtropischen Klimas und dessen Änderungen sowie zur Untersuchung von vergangenen, heutigen und zukünftigen Szenarien des Gletscherabflusses. Ein Gletschermassenbilanzmodell, dessen Grundstruktur von Kaser (2001) vorgestellt wurde, ist auf die Bedingungen der Gletscher in den niederen Breiten abgestimmt. Der dominierende Faktor dieser Gletscherregime ist die Dauer und Ausprägung der Feucht- und Trockenzeiten, während die jahreszeitliche Schwankung der Temperatur sehr gering ist. Das Ziel der vorgeschlagenen Studie ist es, das oben genannte Modell zu kalibrieren, zu testen und auf klimatologische und hydrologische Fragestellungen anzuwenden. Als Testgebiet wurde der Shallap Gletscher in der Peruanischen Cordillera Blanca (835- 10 Süd) mit einer Fläche von 4,5 km2 und einer Höhenspanne von 4400 bis 5990 m ü.M. gewählt. Daten von einer automatischen Klimastation am Gletscherrand und hoch auflösende Detailinformationen von der Gletscheroberfläche dienen zum Anpassen von Reanalysisdaten (NCEP-NCAR), die von Atmosphärischen Zirkulationsmodellen geliefert werden. Die Reanalysisdaten sollen den Modellinput liefern. Zur Eichung der Modellergebnisse soll die saisonale Massenbilanz des gesamten Gletschers mit der glaziologischen Methode ermittelt werden. Modellergebnisse sollen anhand von Flächen- und Längenänderungen sowie von Massenbilanzreihen, die aus hydrologischen Daten rekonstruiert wurden, beurteilt werden. Das Modell soll dann in weiterer Folge zur Klimainterpretation von ehemaligen Gletscherständen in der Cordillera Blanca angewandt sowie auf seine Tauglichkeit zum Berechnen von Gletscherabflüssen geprüft werden.

Die Gletscher der niederen Breiten reagieren sehr empfindlich auf Veränderungen in der Intensität und Dauer der Feuchtzeit. Diese Veränderungen wiederum stehen in engem Zusammenhang mit großräumigen Meeresströmungen und atmosphärischen Zirkulationen. Wenn sie ausreichend "kalibriert" sind, können tropische Gletscher die Veränderungen des Klimas in seiner Komplexität widerspiegeln. In den Tropischen Anden sind die Gletscher die einzigen saisonalen Wasserspeicher, da es keine saisonale Schneedecke außerhalb der Gletscher gibt. Während der Trockenzeit, wenn über Monate kaum Niederschlag fällt, ist der Gletscherabfluß entscheidend für die Verfügbarkeit von Wasser sowohl in den dicht besiedelten Bergtälern als auch in den großen Städten entlang der Pazifikküste. Ein Rückgang der Gletscher in verändertem Klima wird die Verfügbarkeit von Trinkwasser beträchtlich beeinflussen. Ökologischen Veränderungen, ökonomischen Problemen und sozialen Konflikte sind zu erwarten. In diesem FWF Projekt wurden die Gletscher sowohl als Klimaindikatoren als auch in deren Rolle als Wasserversorger untersucht. Ein Rechenmodell wurde weiterentwickelt, kalibriert und für die Untersuchung von Klimaprozessen und die Simulation von Abflussszenarien angewandt. Feldmessungen am Glaciar Artesonraju in der Cordillera Blanca, Peru liefern die Grundlagen. Neben Veränderungen der Lufttemperatur wird der Massenzuwachs oder -verlust an der Gletscheroberfläche hauptsächlich von Veränderungen im Feuchtegehalt der Atmosphäre bestimmt. Der Feuchtegehalt steuert eine Vielzahl von Energie- und Massenflüssen wie z. B. die Verminderung der Sonnenstrahlung durch Wolken, die energieintensive Sublimation, die Reflektivität der Oberfläche und das Auftreten von Niederschlag. Dies führt zu großem Masseneintrag und -verlust in der Feuchtzeit, während der Trockenzeit aber ist der Massenumsatz auf ein Minimum reduziert. In den Übergangsmonaten ist die Variabilität von Jahr zu Jahr groß und kann ausschlaggebend für die jährliche Massenbilanz sein. Die Variabilität des Feuchtegehalts steht in engem Zusammenhang mit großräumigen Mustern der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Pazifik. Mit unserem Model können großräumige atmosphärische Bedingungen mit den Prozessen, die die Massenbilanz und Schmelzwasserproduktion der Gletscher steuern, in Verbindung gebracht werden. Der simulierte Abfluss von vergletscherten Einzugsgebieten stimmt gut mit Messungen überein. Modelläufe für veränderte Klimabedingungen zeigen eine Abnahme des Abflusses in den Trockenmonaten von bis zu 40 % des heutigen Wertes bis 2080. Während der Feuchtzeit ist mit einer Zunahme von bis zu 48 % zu rechnen, was ein erhöhtes Risiko von Überflutungen und Muren nach sich zieht.