Auswirkung des Klimawandels in Permafrostgebieten

Periglazialgebiete reagieren besonders sensitiv auf den Klimawandel. Veränderungen betreffen vor allem die Wasserbilanz in den von Permafrost geprägten Regionen, die natürlichen Treibhausgasemissionen insbesondere in Tiefländern der Polarregionen sowie erhöhte Häufigkeit und Stärke von Massenbewegungen in Hochgebirgsregionen. Welche genauen Konsequenzen hat der Klimawandel für Permafrostdynamiken und - verbreitung? Detailliertes Wissen über diese Auswirkungen würde eine verbesserte Kohlenstoffbilanzierung und genauere Quantifizierung der natürlichen Treibaushausgasemissionen und der damit verbundenen Rückkopplung erlauben. Um dieser Frage nachzugehen, müssen saisonale und langjährige Untersuchungen durchgeführt werden. Im Rahmen dieses Projektes werden dazu Fernerkundungsdaten genutzt. Solche Daten wurden bisher nicht nur auf globalem und regionalem Maßstab erfolgreich für geowissenschaftliche Fragestellungen eingesetzt, es gibt auch Neuentwicklungen welche viel versprechende Möglichkeiten zur Ableitung permafrostrelevanter Parameter aufzeigen. Grundlegend für das Projekt ist eine umfassende Überprüfung des Anwendungspotenzials bereits existierender Datenbanken in Bezug auf die oben genannte Fragestellung. Ein zentrales Anliegen dieses Forschungsvorhabens ist auch die verstärkte Verbindung zwischen der Entwicklung von Fernerkundungsmethoden und der Beantwortung geowissenschaftlicher Fragestellungen. Von besonderem Interesse ist dabei der Wasserkreislauf und den damit verbundenen Änderungen an der Erdoberfläche bzw. in der oberen Bodenschicht. Mit Hilfe von satellitengetragenen Mikrowellensensoren können folgende für Permafrost relevante Parameter operationell abgeleitet werden: die relative Bodenfeuchte, Überflutungen und perennierende Gewässer sowie Tau-Frost-Zyklen. Die Analyse der räumlichen und zeitlichen Dynamiken ist grundlegend für das geplante Forschungsvorhaben. Die Untersuchungsgebiete befinden sich in Sibirien und Tibet und decken zusammen fast 10 Mio km ab. Sie spiegeln verschiedene Permafrosttypen (kontinuierlich, diskontinuierlich und sporadisch) und -klimate wider: Tiefländer der nördlichen Breiten und Hochgebirgspermafrost. In der ersten Phase des Projektes werden Produkte dreier verschiedener Mikrowellensensoren auf ihre Eignung getestet. Im zweiten Schritt erfolgt die Untersuchung der Dynamiken über einen Zeitraum von bis zu 15 Jahren. Dies inkludiert neueste Daten von allen Sensoren welche während der Projektlaufzeit permanent aktualisiert werden. Schlussendlich werden die tatsächlich beobachteten Entwicklungen mit Ergebnissen von verschiedenen Permafrostmodellierungen verglichen.