Erdmessung und Glaziologie

Niederschläge in großen Höhen und damit verbundene Akkumulationsraten auf Gletschern zeigen die höchsten Unsicherheiten, wenn es um die Beurteilung des Zustands der Kryosphäre in den Gebirgsregionen Hochasiens (HMA) geht. Während die Eisschmelze der Gletscherzungen mit Reanalysedaten, kombiniert mit meteorologischen Daten von Talstationen recht zufriedenstellend modelliert werden kann, ist das Wissen über die Akkumulation in hohen Lagen noch sehr eingeschränkt. Wir planen eine integrierte Studie, die neuartige Feldbeobachtungen mit modernster Analyse von Fernerkundungsdaten kombiniert, welche in regionale Klimamodellexperimente und detaillierte Modellierungen der Schnee- und Firnbedingungen einfließen. Damit sollen drängende Fragen auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen beantworten werden, wobei der Fokus für die lokalen Untersuchungen auf dem Fedtschenko-Gletscher im Pamirgebirge liegt. Die Modellergebnisse werden auf die gesamte Pamir-Region ausgeweitet. Es werden zeitlich hochaufgelöste Informationen über die Entwicklung der Firnschichtung und den Einfluss der Schmelze auf Verdichtung, Perkolation und Persistenz des Firnkörpers gewonnen. Die regionale Akkumulationsverteilung über relevante Höhenbereiche wird rekonstruiert und für Massenflussschätzungen an der Gleichgewichtslinie verwendet. Diese Untersuchungen helfen die Massenbilanzsituation der Gletscher besser zu analysieren. Mit einer Erweiterung in Raum und Zeit können wir die zeitliche Entwicklung der Gletscherakkumulation für eine größere Region untersuchen. Dies geschieht auch im Hinblick auf die Entwicklung der Pamir-Karakorum-Anomalie, welche bisher auf stabile Massenbilanzbedingungen in großen Teilen dieser Region hindeutet. Dazu wird ein regionales Klimamodell der französischen Projektpartner entsprechend angepasst, um eine atmosphärische Reanalyse zu erstellen, die den Zeitraum 1900 bis heute über der gesamten Region abdeckt. Das Modell wird sowohl mit lokalen als auch mit Satellitendaten kalibriert, um schließlich einen Reanalysedatensatz für den gesamten Zeitraum zu erstellen. Dies ermöglicht es uns, die Variabilität sowohl des Klimas als auch der Kryosphäre von täglichen bis zu hundertjährigen Zeitskalen zu untersuchen und die Interpretation der lokalen Beobachtungen mit einer regionalen, sowie langfristigen Sichtweise zu verbessern. Neben neuen Erkenntnissen zur Klimaentwicklung in den Akkumulationsgebieten wird diese Studie auch wichtige Informationen zur Stabilität und Repräsentativität im oberen Fedtschenko-Gletscher gespeicherten Klimainformationen liefern. Dies ist von besonderer Bedeutung, da ein neues Projekt von Kooperationspartnern die Gewinnung eines tiefen Eisbohrkerns aus dem Akkumulationsgebiet des Gletschers erlaubt. Unsere Ergebnisse werden dazu beitragen, die Interpretation der Kernanalyse zu verbessern und diese Informationen in ein allgemeineres Bild der jüngsten Entwicklung der Niederschlagsgeschichte in großen Höhen zu integrieren.

Das Projekt wird gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

Projekttitel: Kombination von glaziologischen Felduntersuchungen, Fernerkundung und regionaler Klimamodellierung für die Analyse der Akkumulationsvariabilität im Pamir (RECAP - Combining glaciological field surveys, REmote sensing and regional Climate modelling to Analyze the variability of accumulation in the Pamir mountains)

Projektleiter: Dr. Christoph Mayer

Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Dr. Fanny Brun; Dr. Patrick Ginot; Dr. Martin Ménégoz; Dr. Patrick Wagnon

Die Gletscher des zentralen Pamir in Zentralasien scheinen deutlich weniger von den global beobachteten Klimaveränderungen beeinflusst zu sein als die Gletscher in vielen anderen Gebirgsregionen. Fernerkundungsuntersuchungen deuten darauf hin, dass speziell die Gletscher im zentralen Pamir während des letzten Jahrzehnts Masse hinzugewonnen haben. Allerdings sind diese Signale widersprüchlich und zudem nicht gleichmäßig über die Region verteilt.

In diesem Forschungsprojekt untersuchen wir die rezente Klimaentwicklung und die Akkumulationsvariabilität im Hauptakkumulationsgebiet des Fedtschenkogletschers im Pamir mit Hilfe von kombinierten geophysikalischen und glaziologischen Messungen. Der Fedtschenkogletscher ist einer der größten Gebirgsgletscher der Erde und beinhaltet mit 125 km³ Eis etwa das gleiche Volumen wie alle Alpengletscher zusammen. Das Hauptakkumulationsbecken liegt über 5100 m Meereshöhe und bildet eines der größten Akkumulationsgebiete in der gesamten Region. Detaillierte Bodenradarmessungen sollen die räumliche wie auch die zeitliche Variabilität der Schneeakkumulation dokumentieren. Diese Ergebnisse werden mit Daten aus Schneeschächten und von flachen Firnkernbohrungen zur Validierung und zur Extraktion von zusätzlichen Klimaparametern, vornehmlich des Temperatursignals, kombiniert. Auf dieser Basis kann die Klimaentwicklung der letzten Dekaden studiert und mit den langen Beobachtungsreihen der Wetterstationen aus der Vergangenheit korreliert werden.

Zusätzliche Messungen der Eisdickenverteilung, der Oberflächendeformation und der Eisgeschwindigkeiten werden verwendet um den räumlich verteilten Massentransport zu bestimmen und mit der Akkumulationsverteilung zu vergleichen. Diese Messungen erlauben zudem die Identifikation einer idealen Bohrstelle für eine zukünftige Eiskerntiefbohrung, welche neue Erkenntnisse zur Klimavariabilität in Zentralasien liefern könnte. Die Kombination dieser verschiedenen Messungen und der verfügbaren Klimadaten bildet die Basis für eine Evaluierung der Sensitivität der Gletscherreaktion auf einzelne Klimaparameter. Damit kann erstmals auf der Basis von Felddaten, in Kombination mit Fernerkundungsdaten und meteorologischen Informationen die Sensitivität der Akkumulationszone auf klimatische Variationen bewertet werden. Diese Analyse wird das Verständnis der beobachteten Gletscherveränderungen im Pamir im klimatischen Zusammenhang deutlich verbessern.

Das Projekt wurde von 2015 bis 2018 durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft gefördert.

Projektleiterin: Dr. Astrid Lambrecht