Gletscher-Klima Beziehung am Mount Kenya

Eine Kombination von Gletschergeschichte und Klimadynamik in verschiedenen Skalenbereichen anhand von in- situ Messungen und Modellsimulationen an tropischen Hochgebirgen hat das Potenzial, eine komplexe Klimageschichte der mittleren tropischen Troposphäre zu entziffern, wo regelmäßige meteorologische Messungen fehlen. Als Ergänzung zu unseren Gletscher-Klima Studien am Kilimanjaro planen wir, eine ähnliche Untersuchung am Lewis Glacier, Mount Kenya durchzuführen. Der Lewis Gletscher besitzt den umfangreichsten galziologischen Datensatz der Tropen. Entsprechende Analysen stellen detaillierte Informationen über die vergangenen 150 Jahre in unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Skalen in Aussicht. Während auf den Gletschern des Kilimanjaro nur Klimasignale bezogen auf die Luftfeuchte erfasst werden können, erwarten wir am Mount Kenya aufgrund der um rund 1000m niedrigeren Lage zusätzliche Informationen über Änderungen und Trends der Lufttemperatur. In unserem Konzept bilden detaillierte kurz- und langfristig gemessene jährliche Massenbilanzen (erstere aus geplanten Feldexperimenten, letztere sind für die Jahre 1979-1996 verfügbar) die Basis einer Optimierung und Evaluierung eines Gletschermassenbilanzmodells. Eine darauf aufbauende Modellierung von Massenbilanzen aus atmosphärischen Reanalysedaten soll - zeitlich als auch räumlich - Einblick in die treibenden Kräfte und Prozesse geben. In einem nächsten Schritt werden diese höher aufgelösten Massenbilanzdaten statistisch auf großräumige Klimainformationen bezogen. Für besondere Ereignisse und ausgewählte Massenbilanzbedingungen wird die jeweilige meso-skalige atmosphärische Dynamik am Mount Kenya mithilfe eines regionalen Klimamodells simuliert. Im Rahmen des beantragten Projektes erwarten wir daraus ein detailliertes Prozessverständnis der in unterschiedliche Skalen aufgelösten treibenden Faktoren der Massenbilanzen der Gletscher am Mount Kenya. Unser übergeordnetes Ziel ist eine Gesamtschau unserer Studien am Kilimanjaro und am Mount Kenya, die unsere Kenntnisse des Klimas über Ostafrika und speziell der mittleren tropischen Troposphäre erweitern.

Ziel des Forschungsprojektes am Lewis Gletscher, Mount Kenia, war ein Klimasignal aus den seit über 100 Jahren dokumentierten Flächen? und Volumenverlusten des Gletschers zu extrahieren. Grundlegend dafür ist das Verständnis, welche Klimafaktoren zu welchem Ausmaß zu den gemessenen Massenverlusten des Gletschers beitragen.Aus historischen Karten konnten wir den Volumenverlust des Lewis Gletschers seit 1934 bestimmen. Obwohl unsere Berechnungen für 2010 mehr Eisvolumen als frühere Schätzungen ergaben, konnten bis 2010 konnten nur 10% der Eismasse von 1934 überdauern. 2014 begann der Gletscher in der Mitte aufzureißen und somit in zwei Teile zu zerfallen. Schmelze geschieht täglich an der gesamten Gletscheroberfläche, sogar in den obersten Bereichen des Gletschers. Ähnliche Bedingungen beobachten wir in den untersten Höhenstufen der Gletscher in den tropischen Anden, welche bestätigen, dass die aktuellen Klimaverhältnisse das Eis des Lewis Gletschers nicht erhalten können.Die Massenbilanz (negativ bei Massenverlust) des Lewis Gletschers wird primär durch die Menge von Schneeniederschlag bestimmt, aufgrund seiner Masse und seiner Eigenschaft Sonnenstrahlung zu reflektieren. Jedoch kann es auch in Perioden beträchtlicher Schneefälle gleichzeitig auch zu großen Massenverlusten durch Schmelze (des Neuschnees und in weiterer Folge auch des darunter liegenden Eises) kommen. Diese Perioden kennzeichnen sich durch Lufttemperaturen über 0C (im Tagesmittel). Die Menge des Schneeniederschlages allein ist also unzureichend, um die Massenverluste des Gletschers zu erklären. Ebenso kann die periodische Abfolge von Feucht? und Trockenzeiten nicht, wie sich in erster Näherung vermuten lässt, in Phasen von Massengewinn oder ?verlust übersetzt werden. Die beobachteten Verluste der Gletschermasse und ihre Beziehung zum Klima sind zu komplex, um sich in der (saisonalen) Änderung einer Variablen auszudrücken.Ein Vergleich der jährlichen Massenbilanzen mit Klima?Reanalysen (Interpolationen gemessener Klimadaten mit einem physikalischen Atmosphärenmodell) zeigt, dass die Massenbilanzen des Lewis Gletschers weniger negativ sind, wenn die Luftmassen in der Höhe des Gletschers feuchter sind und Bewölkung häufiger auftritt. Ebenso korrelieren die Massenbilanzen zum El Niño (eine periodische Verschiebung des Musters von Meeresoberflächentemperaturen im tropischen Pazifik mit globalen Auswirkungen besonders auf die Lufttemperatur), vor allem durch höhere Lufttemperaturen und stärkere Schmelze in den ersten fünf Monaten des Jahres.