Tätigkeitsbericht für die ARGE Vergleichende Hochgebirgsforschung

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1 Tätigkeitsbericht für die ARGE Vergleichende Hochgebirgsforschung Dr. Ludwig Braun und Dr. Christoph Mayer Kommission für Glaziologie Bayerische Akademie der Wissenschaften, München 2009 Vernagtprojekt Auch im Jahr 2009 wurden die Registrierungen an allen Stationen im Vernagtgebiet ohne nennenswerte Ausfälle fortgesetzt, dies gilt auch für die Photodokumentation des Gletschers und des Umfeldes der Pegelstation Vernagtbach. Es erwies sich wiederum als großer Vorteil für die lückenlose Erfassung der Wasserstände, dass mit mehreren unabhängigen Mess- Systemen gearbeitet werden kann, da die Messung zeitweise durch Versandung des Messschachtes gestört war. Für diese Zeiträume, die vor allem im Frühjahr, aber auch im Juli und September liegen, wird die Ultraschall-Registrierung des Wasserstandes als Basis der Abflussbestimmung verwendet. Die Wasserstands-Abflussbeziehung ( Schlüsselkurve ) ist im Sommer 2009 durch die inzwischen sehr bewährte Salzkalibrierung über einen deutlich größeren Bereich erfasst worden als es in den Vorjahren möglich war. So konnte sogar bei dem ungewöhnlich spät aufgetretenen jährlichen Maximum des Wasserstandes am 28. August eine Kalibrierung durchgeführt werden, damit ist der Bereich von 22 cm bis 120 cm Wasserstand mit insgesamt 50 Abflussmengen praktisch lückenlos abgedeckt. Für die meteorologisch-klimatologischen Registrierungen wurde im Sommer ein Um- bzw. Rückbau der Wetterhütte vorgenommen, da sich die im Jahr 2008 installierte Hütte für den Winterbetrieb als nicht optimal geeignet erwies (zu großer Strahlungsfehler bei der Temperaturmessung infolge anderer Lamellenanordnung der Hüttenwände). Auch hier hat sich die Doppelregistrierung - in diesem Fall durch das ventilierte Thermometer außerhalb der Hütte - bewährt, welche es ermöglicht, die in Abhängigkeit von Sonnenstand, Schneebedeckung des Bodens und Windgeschwindigkeit auftretenden Fehler zu korrigieren. Im Rahmen einer Praktikumsarbeit (Nicola Frank, Univ. Freiburg) wurde mit einer systematischen Untersuchung dieser Unterschiede begonnen, eine abschließende Analyse steht noch aus. 1/5

2 Die Registrierung der Höhenänderung der Gletscheroberfläche durch Schneefall bzw. Schmelze mit einem Ultraschallsensor (Station Ablatometer ) wurde fortgesetzt. Damit liegt derzeit eine fast lückenlose Datenreihe seit dem Herbst 2004 vor, bearbeitet im Rahmen eines Praktikums durch Nico Dietermann von der Universität Freiburg. Ein Vergleich dieser Daten mit den Modellergebnissen des Projektes GLOWA-Danube (siehe unten) lieferte eine sehr gute zeitliche Übereinstimmung des registrierten und modellierten Akkumulations- und Ablationsverlaufs für diesen Gletscherbereich für den Zeitraum Januar bis Juli Auf dem Vernagtferner sind neben den Routinemessungen dieses Jahr auch gezielte Untersuchungen als Grundlage für neue Forschungsansätze ausgeführt worden. In Zusammenarbeit mit der BEK wurden in einer Vorstudie erste Schweremessungen auf dem Gletscher durchgeführt. Langfristig sollen die Massenänderungen des Gletschers in einem größeren Rahmen bewertet werden und dazu die gesamten Komponenten des Massenhaushaltes der Region (Eis, Wasser, Erosion, Dynamik) beobachtet werden. Außerdem wurde für die Kalibrierung der Befliegung des Vernagtferners (siehe Ostalpengletscher) ein kinematisches GPS-Profil erstellt, das neben Festpunkten auf Fels im zentralen Gletscherbereich detaillierte Höheninformationen der Eisoberfläche liefert. Da der Vernagtferner in der Vergangenheit durch eine ausgeprägte Dynamik gekennzeichnet war, soll die Variabilität der Gletscherausdehnung nun auch in einem numerischen Modell untersucht werden. Dazu wurde im Herbst eine spezielle Pegelreihe entlang einer Fliesslinie installiert, an der in den nächsten Jahren die Eisbewegung dokumentiert werden soll. Die Massenbilanz des Vernagtferners ist noch nicht endgültig bestimmt worden. Aufgrund der diesjährigen Messungen kann jedoch davon ausgegangen werden, dass die Massenbilanz ähnlich wie im letzten Jahr (2007/08: -843 mm) sein wird. Mit 1070 mm Winterrücklage ist der bei der Frühjahrsbegehung ermittelte winterliche Gesamtniederschlag am Vernagtferner erneut höher als im Vorjahr, er liegt 130 mm über dem Mittelwert der Gesamtreihe von 1965 bis 2009 (940 mm). Geodätische Überwachung ausgewählter Ostalpengletscher Eine Reihe von Gletschern in den Ostalpen werden zusätzlich zu den detaillierten Beobachtungen am Vernagtferner ebenfalls regelmäßig vermessen. Neben jährlichen Gletscherstandsuntersuchungen im Zillertal werden insbesondere alle zehn Jahre neue Höhenmodelle von insgesamt 15 Ostalpengletschern erstellt. Aufgrund der sehr 2/5

3 unterschiedlichen Lage und Erreichbarkeit der einzelnen Gletscher wurden dabei verschiedene Methoden angewandt. Die kleineren bayerischen Gletscher wurden in Zusammenarbeit mit dem Department für Geographie der LMU terrestrisch mit Tachymeter, GPS und Laserscanner vermessen. Die Gletscher im Zillertal und Stubai konnten mit Hilfe von Luftbildern einer digitalen Vermessungskamera abgedeckt werden, während die großen Gletscher des Ötztals mit einer hochmodernen Zeilenbildkamera aufgenommen wurden. Die Auswertungen sind derzeit im Gange und werden sich noch über die erste Hälfte des Jahres 2010 erstrecken. Die Flächenveränderungen der bayerischen Gletscher in den Jahren 1989/90 bis 2006/07 wurden in einem Artikel in der Zeitschrift für Gletscherkunde und Glazialgeologie dokumentiert. Außerdem wurden in den Jahren 2006 und 2007 die Eisdicken von vier Gletschern durch geophysikalische Messungen bestimmt, was erstmalig die Ermittlung des verbleibenden Eisvolumens erlaubt. Die Eisdickenmessungen und Oberflächenänderungen werden anhand von fünf Karten im Anhang der Publikation verdeutlicht, diese werden im kommenden Jahr auch im Band X der Fluctuations of Glaciers veröffentlicht. Forschungsarbeiten in Hochasien Im Rahmen des Central Asia Deep Ice-Coring Project (CADIP) hat die Kommission für Glaziologie geophysikalische und topographische Messungen auf dem Fedtschenkogletscher in Tadschikistan durchgeführt. Nach 81 Jahren konnten so die Veränderungen der Eistopographie seit der ersten photogrammetrischen Vermessung durch den Kommissionsgründer Prof. R. Finsterwalder dokumentiert werden. Zudem wurden in den hohen Lagen des Gletschers bis auf 5300 m Höhe Eisdicken bestimmt, die für Massentransportberechnungen und für die Auswahl einer geeigneten Eisbohrstelle verwendet werden. Außerdem befasst sich die Kommission für Glaziologie im Rahmen des Wissenschaftsnetzwerkes Wasser in Zentralasien (ZAWA) mit dem Problem der Schmelzwassergenerierung in Zentralasien, speziell im Naryn-Einzugsgebiet in Kirgistan. Das Projekt (Laufzeit ) wird vom Außenministerium finanziert und die Projektleitung ist am GFZ in Potsdam angesiedelt. Das übergreifende Ziel ist es, die wissenschaftliche und technische Basis für die grenzüberschreitende Planung des Wasser- Managements in diesem stark auf Bewässerung angewiesenen Teil der Welt zu verbessern. 3/5

4 In Zusammenarbeit mit dem Institut für Meteorologie und Geophysik der Universität Innsbruck konnte in einem von der Österreichischen Akademie der Wissenschaften finanzierten Projekt die erfolgreiche Arbeit auf Gletschern im Kaukasus weitergeführt werden. Diese Arbeiten wurden im Rahmen der INTAS Initiative (International Association for the promoting of co-operation with scientists from the New Independent States of the former Soviet Union) vor zwei Jahren begonnen und konzentrieren sich auf die Veränderungen der Gletscherzungen und deren Schuttbedeckung. In diesem Jahr wurden dazu Wiederholungsmessungen auf dem Zopkhitogletscher in Georgien vorgenommen, die Aufschluss über die Eisschmelze und den Zustand der Schuttverteilung geben. In einer Bachelorarbeit hat Nicola Frank (Universität Freiburg) unter Betreuung von C. Mayer die Niederschlagsbedingungen am Urdok-Gletscher im zentralen Karakorum auf der Grundlage von Schneeschacht- und meteorologischen Reanalysedaten untersucht. Mithilfe einer detaillierten Rückwärts-Trajektorienanalyse und auf der Basis von Isotopen- und Staubuntersuchungen konnten Herkunft und Transportwege des Niederschlags in dieser Region bestimmt werden. Polargebiete In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven werden in einem von der DFG finanzierten Projekt die Wechselwirkungen zwischen dem Antarktischen Eisschild und den subglazialen Wassermassen untersucht. Diese Forschungen sind eine Fortführung der Arbeiten, die sich bisher auf den subglazialen Wostok See konzentrierten. In dem neuen Projekt werden speziell die Einflüsse der weitverbreiteten subglazialen Seen auf die Dynamik der Eismassen mit einem numerischen Modell simuliert. Veröffentlichungen 2009 von L. Braun und C. Mayer BRAUN, L. N., H. HAGEDORN, E. SAMUEL-ECKERLE & C. DEIGELE: Unsere Umwelt im Blick. Gletscher- und Gebirgsforschung, Geomorphologie und Ökologie: die Umweltwissenschaften an der Akademie. Akad. Aktuell, Ausg. 02/2009, H. 29, S /5

5 BRAUN, L. N. & W. HAGG: Present and future impact of snow cover and glaciers on runoff from mountain regions comparison between Alps and Tien Shan. Assessment of Snow, Glacier and Water Resources in Asia. Selected papers from the Workshop in Almaty, Kazakhstan, Nov Joint Publication of UNESCO-IHP and German IHP/HWRP National Committee, IHP/HWRP-Berichte, Heft 8, Federal Institute of Hydrology, Koblenz, Germany, pp LAMBRECHT, A. & C. MAYER: Temporal variability of the non-steady contribution from glaciers to water discharge in western Austria, Journal of Hydrology, 376 (3-4), , doi: /j.jhydrol , 2009 MAYER, C., A. LAMBRECHT, C. MIHALCEA, M. BELÒ, G. DIOLAIUTI & C. SMIRAGLIA: Ablation Conditions on the Hinarche Glacier (Bagrot Valley, Pakistan): Basis for Quantifying Water Resources, Mountain Research and Development, submitted QUINCEY, D.J., L. COPLAND, C. MAYER, M. BISHOP, A. LUCKMAN & M. BELÓ: Ice velocit y and climate variations for the Baltoro Glacier, Pakistan, Journal of Glaciology, 2009, Vol. 55 (194), pp RÖDDER, T., L.N. BRAUN & C. MAYER: Accumulation and snow redistribution processes at the Ice Chapel, Berchtesgaden Alps, Zeitschrift für Glaziologie und Glazialgeologie, 2009, akzeptiert THOMA, M., I. FILINA, K. GROSFELD & C. MAYER: Modelling flow and accreted ice in subglacial Lake Concordia, Antarctica, Earth and Planetary Science Letters, 286, , doi: /j.epsl , 2009 WEBER, M., L.N. BRAUN, W. MAUSER & M. PRASCH: Die Bedeutung der Gletscherschmelze für den Abfluss der Donau gegenwärtig und in der Zukunft. Mitteilungsblatt des Hydrographischen Dienstes in Österreich, Heft 86, pp /5