Global Dimming und Brightening: Einfluss der Globalsonnenstrahlung auf den Massen- haushalt von Gletschern

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1 Global Dimming und Brightening: Einfluss der Globalsonnenstrahlung auf den Massen- haushalt von Gletschern Atsumu Ohmura Institut für Atmosphäre und Klima E.T.H. Zürich

2 Dieser Vortrag wurde mit der Hilfe von folgenden Kollegen ermöglicht: Dr. Ingeborg Auer, Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien Prof. Dr. Gerhard Adrian, Deutscher Wetterdienst, Offenbach Dr. Andreas Bauder, VAW, Eidgenössische Technische Hochschule, Zürich Dr. Reinhard Böhm, Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien Dr. Ludwig Braun, KEG, Bayerische Akademie der Wissenschaften, München Dr. Heidi Escher-Vetter, KEG, Bayerische Akademie der Wissenschaften, München Dr. Gerd König-Langlo, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhafen. Prof. Dr. Michael Kuhn, IMG, Universität Innsbruck, Innsbruck Dr. Wolfgang Schöner, Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien Dr. Anatoly Tsvetkov, World Radiation Data Center, Sankt-Peterburg Dr. Christian Vincent, Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l Environnement, Grenoble PD Dr. Michael Zemp, World Glacier Monitoring Service, Zürich

3 Annual mean global solar radiation for the longest series in Wm Davos Locarno-Monti Potsdam Stockholm Wageningen Mean 3 yr running mean

4 Ohmura, A. and Lang, H., 1988: Secular variation of global radiation in Europe. Vortrag an International Radiation Symposium, Lille, August Ohmura, A. and Lang, H., 1989: Secular variation of global radiation in Europe. In Lenoble, J. and Geleyn, J.-F.(Eds.): IRS'88: Current Problems in Atmospheric Radiation, A. Deepak Publ., Hampton, VA,

5 Nur negative Kommentare nach dem Vortrag! It is not possible. Radiation is the most stable meteorological element. You must have measured the deterioration of the pyranometer-sensors. You must work with homogenized data series. The variation you are reporting is well within the uncertainty of the instruments.

6 Budyko (1974)

7 What will happen, when the new discovery is made. Total rejection Long silence After all, it was real and important. You were not the first to touch this subject. You can not write on this subject.

8 Deviation from 25 years mean: in Wm -2 Annual mean global solar radiation for the 15 Alpine stations in Wm -2 ~ 140 Wm -2 Davos, Zurich, Locarno, Hohenpeissenberg, Würzburg, Trier, Graz, Salzburg, Innsbruck, Sonnblick, Hradec, Zagreb/Putijarka, Montpellier, Nice, and Rennes

9 1.15 Normalized course of annual global solar radiation for Europe, based on 27 long-term series The red line is 5 year running mean Wm

10 1.00 Annual mean zenith transmittance at long-term observatories 0.95 Mauna Loa Davos Fedosia Mean of 6 Japanese sites Pavlovsk Tiirikoja Tartu Matsumoto Moscow Pavlovsk Feodosia Moscow Tartu Tiirikoja Payerne Mauna Loa Matsumoto Mean of Japan Davos

11 Gletscher mit Bw, Bs sowie Bn Messungen Durchgeführt während mehr als 30 Jahren Austre Brøggerbreen Midre Lovénbreen Engabreen Storbreen Ålfotbreen Gråsubreen Hellstungubreen Nigårdsbreen Rembesdalsskåka Storglaciären Rabotsglaciären Claridenfirn Glacier de Sarennes Vernagtferner

12 3000 Mean mass balance of the Alpine glaciers (mm/a) 2000 Bw 1500 mm/a +5 mm/a Bn Bs -800 mm/a -29 mm/a mm/a / / / / / / / / / / / /88 Winter balance Summer balance Annual net balance 1989/ / / / / / / /04-38 mm/a 2 Bw,Bs, Bn: Sarennes, Vernagt, Wurten, Gries Bn: Aletsch, Argentiere, Saint Sorlin, Silvretta, Hintereis, Kesselwand, Sonnblick, Careser 2005/ / /10

13 Massenbilanz der Alpinengletscher (mm/a) Bw 500 Aletsch Bn -500 Bn Clariden Bs Bs Periode der letzten Abbildung / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /09 Bw (4 glaciers) Bs (4 glaciers) Bn (12 glaciers) Aletsch Bn Clariden Bs

14 1.0 C CRUTEM3v Global mean annual temperature (deviation from mean) with 5 yr running mean K/C Mass balance observations in the Alps

15 2.5 C Annual mean temperature: Global vs. Glacier regions in the Alps Glacier relevant stations: Jungfraujoch, Sonnblick, Zugspitze, Säntis, Gr. St-Bernardo, Patscerkofel, and Villacheralpe Global CRUTEM3v 5 year running mean Alpine glacier region 5 year running mean

16 4 Mittlere Lusttemperatur im Sommer (JJAS) für vereisten Höhe von Alpen Abweichung vom Mittelwert von der folgenden Sationen: K/C Massenbilanzbeobachtung -3

17 4000 Bs in mm/a 3500 Summer balance on Claridenfirn and summer temperature at Säntis J J AS 8 C Bs Säntis JJAS

18 Energy balance equation for an infinitesimally thin surface: where R: Net radiation H: Sensible heat flux L v E: Latent heat of evaporation C: Conduction M: Melt

19 Energy balance equation for an infinitesimally thin surface: where R: Net radiation H: Sensible heat flux L v E: Latent heat of evaporation C: Conduction M: Melt

20 Solar radiation Longwave in Latent heat Ev. Longwave out Albedo sensible heat Subsurface cond. Melt

21 Origin of long-wave atmospheric radiation

22

23 Ahlmann, H. W:son, 1924: Le niveau de glaciation comme fonction de láccummulation d humidité sous forme solide. Geogr. Ann., 6,

24 P/T Diagram for observed ELA P = Bw + measured summer P T = free atmosphere T for JJA (DJF) 6000 P y = x y = x x x mm/a ºC Free atmosphere T

25 On ELA the following relationship holds: Wm -2 quasi Stefan-Boltzmann very small quasi const. precipitation ε 0.87 ( ) 100 but variable 316

26 P or M in mm/a Mean temperature during the melt period in K Mean solar radiation plus 25 W/m**2 minus 25 W/m**2

27 P/T Diagram for observed ELA P = Bw + measured summer P T = free atmosphere T for JJA (DJF) 6000 P mm/a ºC Free atmosphere T

28 Deviation from 25 years mean: in Wm -2 Annual mean global solar radiation for the 15 Alpine stations in Wm -2 ~ 140 Wm -2 Davos, Zurich, Locarno, Hohenpeissenberg, Würzburg, Trier, Graz, Salzburg, Innsbruck, Sonnblick, Hradec, Zagreb/Putijarka, Montpellier, Nice, and Rennes

29 Aerosol direct effect

30 Baseline Surface Radiation Network (BSRN, WCRP/GCOS) 2.5 Wm -2 /Decade

31 Decadal global change in radiation in Wm -2 /Decade Terrestrial Solar Total ΔT/ Δ R irradiance irradiance irradiance [K/Wm -2 ]

32 Danke für Ihre Interesse und Geduld

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