Reaktion

Gletscher reagieren unterschiedlich

Gebirgsgletscher gehören zu den sichtbarsten Indikatoren einer Klimaveränderung. Weil Gebirgsgletscher mehr oder weniger träge auf ein Klimasignal reagieren, sind Flächen-, Volumen- und Längenänderungen schwer zu interpretieren. Langjährige Messreihen der Massenbilanz hingegen liefern das Klimasignal ungefiltert.

Gebirgsgletscher reagieren empfindlich auf die Änderungen im Klimasystem: Mehr Schmelze (Ablation) in Folge höherer Lufttemperatur und stärkerer Sonnenstrahlung bewirkt einen Verlust an Gletschermasse, mehr Ablagerung von Schnee (Akkumulation) in Folge niedrigerer Lufttemperatur und erhöhten Niederschlags begünstigt einen Gletschervorstoß. Gletscher interagieren mit dem Klimasystem in Form von Rückkopplungen: Schnee an der Gletscheroberfläche reflektiert bis zu 90 % der einkommenden Sonnenstrahlung in die Atmosphäre, aperes Gletschereis hingegen nur 20 bis 40 %.

Auf der ständigen Suche nach dem Gleichgewicht

Ein Gebirgsgletscher passt sich geänderten Temperaturen und Niederschlägen an, indem er sich in größere Höhen zurückzieht oder in tiefere Lagen vorstößt. So wie sich das Klima bei einem sofortigen Emissionsstopp aller anthropogenen Treibhausgase noch einige Zeit weiter erwärmen würde, so braucht ein Gletscher einige Zeit um seine Größe einem geänderten Umgebungsklima anzupassen. Bei sehr kleinen Gebirgsgletschern wie dem Goldbergkees in den Hohen Tauern oder dem Fernauferner in den Stubaier Alpen (je etwa 1,5 km²) dauert das einige Jahre bis wenige Jahrzehnte, bei den größeren heimischen Gletschern wie dem Ötztaler Hintereisferner (6,65 km²) oder der Pasterze (16,3 km²) in den Hohen Tauern mehrere Jahrzehnte. Im Fall des ostantarktischen Inlandeises (>9 Mio. km²) haben wahrscheinlich sogar die gut 10.000 bis 15.000 Jahre seit dem Ende der letzten Kaltzeit noch nicht ausgereicht, um ihn in ein Gleichgewicht mit dem holozänen Warmklima zu bringen.

Klimarückschluss nur aus der Massenbilanz möglich

Flächen-, Volumen- und Längenänderungen von Gletschern eignen sich daher nicht als Klimafrühwarnsystem, da sie in ihrer Reaktion dem Klima nachhinken. Sie sind eine starke Funktion der topografischen Gegebenheiten, die die Verteilung der Eisdicke und die Form des Gletschers vorgeben. So kann unter identischen Klimabedingungen ein steiler Bereich eines Gletschers, wo das Eis naturgemäß dünner ist, viel schneller abschmelzen als ein flacher Bereich mit dickem Eis. Die spezifische Massenbilanz hingegen stellt die direkte, unverzögerte Reaktion der Eismassen auf den klimatischen Energieeintrag bezogen auf die Einheitsfläche dar. Ihre Messung ist deshalb trotz des unvergleichlich höheren Aufwandes von höchster Wichtigkeit.

Um ausgehend von Flächen-, Volumen-, und Längenänderungen auf die klimatischen Gegebenheiten rückschließen zu können, braucht man glaziologisches Fachwissen und Informationen über die lokalen Gegebenheiten. Langjährige Messreihen der Massenbilanz hingegen eignen sich hervorragend, um auf die Witterung eines Jahres bzw. das Klima mehrerer Jahre und Dekaden rückschließen zu können.

Wechselwirkungen mit dem lokalen Klima

Sonnenstrahlung, Lufttemperatur, Wind, Schneeverfrachtung und Lawinenschnee (Antriebskomponenten) werden durch die Topografie des Gletschers und seiner Umgebung kleinräumig verändert, was sich in den Mustern von Massengewinn und Verlust im Laufe eines Jahres widerspiegelt (vgl. Massenbilanzkarte der Pasterze in Abb. 1).

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Abb. 1: Massenbilanzkarte der Pasterze (inkl. Wasserfallwinkelkees) für das Haushaltsjahr 2015/16. Rote Farben bedeuten einen Massenverlust, blaue einen Massengewinn. Die maximale Abschmelzung beträgt -9 m (!) an Eisdicke pro Jahr im untersten Bereich, die maximale Akkumulation +3 m Wasseräquivalent oder kg/m² im oberen Firnbereich (ZAMG, Klimaabteilung, interne Daten).

Die langjährige Änderung der atmosphärischen Antriebskomponenten (z.B. Temperaturanstieg, Sonnenintensität) verändert die Form und Masse eines Gletschers nachhaltig, was wiederum die Antriebe selbst beeinflusst. Beispielsweise steigt die oberflächennahe Temperatur, wenn die Gletscheroberfläche durch Abschmelzen nach Jahrzehnten 100 m tiefer liegt, oder es ändert sich das Muster der Schneeverfrachtung, wenn sich die Form der Gletscheroberfläche durch Schmelze wandelt.

 

Literatur:

Oerlemans, J. (2005): Extracting a climate signal from 169 glacier records. Science 308/5722, 675–677, doi:10.1126/science.1107046

Raper, S. C. B. and Braithwaite, R. J. (2009): Glacier volume response time and its links to climate and topography based on a conceptual model of glacier hypsometry. The Cryosphere 3, 183–194, doi:10.5194/tcd-3-243-2009

WGMS (2016): Fluctuations of Glaciers Database. World Glacier Monitoring Service, Zurich, Switzerland. doi:10.5904/wgms-fog-2016-08

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