Die Forschung am Vernagtferner und ihre Bedeutung in der ...

glaziologie.de

Die Forschung am Vernagtferner und ihre Bedeutung in der ...

Die Forschung am Vernagtferner und ihre Bedeutung

in der aktuellen Klimadiskussion

Heinrich Miller

Alfred-Wegener-Institut

H. Schneider - IMG


Temperaturen in den Polargebieten

Trend

(letzten 50 Jahre)

T Arktis = 1,1°C

T global = 0,6°C


1979

1986

1995

1997

1997 1999

2002


IPCC AR5 Scenarien

CO2 (ppm)

500 1000 1500 2000 2500

HIST

RCP3-PD

RCP4.5

RCP6.0

RCP8.5

• wie reagieren Eisschilde und

Gletscher auf die zunehmende

CO 2 Konzentration

• Was folgt daraus für die

Veränderung des

Meeresspiegels

1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500

Year


Komponenten

der

Kryosphäre

Komponenten der Kryosphäre

Fläche

(10 6 km 2 )

Eisvolumen

(10 6 km 3 )

Meeresspiegel-Äquivalent

(SLE) (m)

Schnee auf Kontinenten (NH) 1.9 ~ 45.2 0.0005 ~ 0.005 0.001 ~ 0.01

Meereis 19 ~ 27 0.019 ~ 0.025 ~0

Gletscher und Eiskappen 0.51 (0.54) 0.05 (0.13) 0.15 (0.37)

Schelfeis 1.5 0.7 ~0

Eisschilde

Grönland

Antarktis

Saisonal gefrorener Boden (NH)

Permafrost (NH)

14.0

1.7

12.3

5.9 ~ 48.1

22.8

27.6

2.9

24.7

0.006 ~ 0.065

4.5

63.9

7.3

56.6

~0

0.03–0.10

Lemke et al., 2007;

IPCC AR4, Ch. 4


Erdsystem Modell

Ice

Sheets

Model

ECHAM

OASIS

MPI-OM

New modules:

Isotope

& Proxy

Models

Ice sheets model:

Mass balance & sea level

Ice-ocean interaction

Permafrost

Isotope modules:

H, O, Si

Ice cores, Firn, Forams, Stalagmites

Marine

Biogeochemistry/Ecosyst

em Model ReCom

HAMOCC

Wechselwirkungen

Finite Element Sea ice

Ocean Model EESOM


Klima

Lokalklima

Austausch von Masse und

Energie

Massenbilanz

Reaktion des Gletschers

Vorstoß oder Rückzug


Massenbilanz

Bilanz = Gewinn/Verlustrechnung = (Zutrag – Verlust) im Haushaltsjahr

[Massengröße]

Zutrag:

Verlust:

Begriffe:

Niederschlag als Schnee (verblieben am Ende des

Haushaltsjahres)

Abschmelzen an der Oberfläche

Abschmelzen an der Unterseite (sowohl auf festem

Untergrund wie auch bei schwimmenden Eiszungen,

Eisschelfen)

Eisbergkalbung (eng mit Dynamik verbunden)

Akkumulationsgebiet

Ablationsgebiet

Gleichgewichtslinie

Altschneelinie


Wie bestimmt man die Massenbilanz

Glaziologische Methode: Akkumulation - Ablation


Änderung der Massenbilanz im Verlauf des Bilanzjahrs. Gestrichelt ist der Verlauf der

Akkumulation bzw. der Ablation eingezeichnet, die durchgezogene Linie gibt die

Gesamtmassenbilanz zu jedem Zeitpunkt des Bilanzjahres an, die sich aus der Summe

von Akkumulation und Ablation ergibt. Das Maximum bzw. Minimum der Gesamtbilanz definieren

die Zeitintervalle der Winter- und Sommerbilanz (aus Paterson, 1994).


S. Finsterwalder 1897


Profile der Fließgeschwindigkeit

Meter/Jahr

Meter/Jahr

angefroren

Mit Gleiten am Bett


Wie bestimmt man die Massenbilanz

Glaziologische Methode: Akkumulation – Ablation

>> Prozessverständnis

Geodätische Methode: Vergleich von Höhenlinien in zeitlichem Abstand


Wie bestimmt man die Massenbilanz

Glaziologische Methode: Akkumulation – Ablation

>> Prozessverständnis

Geodätische Methode: Vergleich von Höhenlinien in zeitlichem Abstand

>> nur Zustandsänderung

Hydrologische Methode: MB = N – A – V


Wie bestimmt man die Massenbilanz

Glaziologische Methode: Akkumulation – Ablation

>> Prozessverständnis

Geodätische Methode: Vergleich von Höhenlinien in zeitlichem Abstand

>> nur Zustandsänderung

Hydrologische Methode: MB = N – A – V

>> hohe zeitliche Auflösung,

>> Prozessverständnis

>> Risikomanagement

Gravimetrie: Änderung der Schwerebeschleunigung durch Massenänderung


Beitrag der Gletscher zum Meeresspiegelanstieg

Vernagtferner

Massenverlust von Gletschern

und Eiskappen

0.37 ± 0.16 mm yr -1 , 1961-1990

Zunahme des

Gletscherrückgangs seit

1990

0.77 ± 0.22 mm yr -1 , 1991-2004


H. Oerter


Greenland Total Melt Area –

bare ice

1998

3.00E+07

Total Melt Area

April - October

2007

Area Melted (km 2 )

2.50E+07

2.00E+07

1987

1991

1995

1998

2002

2005

2008

2007

1.50E+07

1983

1.00E+07

1992

1996

5.00E+06

1978 1983 1988 1993 1998 2003 2008

Year

1996

Konrad Steffen and Russell Huff, CIRES,

University of Colorado at Boulder


NASA 2012


QuikSCAT derived Melt Area Extent

in Summer 2000 - 2003

2000 2001 2002

2003

0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

Anzahl derTage mit Schmelzen


Sorensen et al. 2011, The Cryosphere


16.8.172 aus: Walcher - Nachrichten von den Eisbergen in Tyrol


Beitrag des Eises zum Anstieg des Meeresspiegels

IPCC 4th Assement

Sea Level Rise (1993 - 2003)

Meier et al*

Sea Level Rise (2006)

All other glaciers

and ice caps

28%

Thermal

Expansion

57%

All other glaciers

and ice caps

33%

Thermal

Expansion

47%

Greenland

7%

Antarctica 7%

Greenland

15%

Antarctica 5%

Es gibt noch große Unsicherheiten: Warum ist das so

Berechneter SLR, IPCC AR4:

2.8 .± .7 mm/yr

Beitrag des Eises, IPCC: 1.2 ± .4 mm/yr

Beitrag des Eises, Meier et al: 1.8 ± .5 mm/yr

*Meier et al, Science, 21 July, 2007

Small Glaciers Dominate Sea Level

Rise in the 21 st Century


Fig. 3 Intercomparison of mass balance estimates of the GrIS, APIS, EAIS, WAIS, AIS, and the

AIS plus GrIS, derived from the four independent geodetic techniques of RA (cyan), IOM (red),

LA (green), and gravimetry (blue) over the period 2003 to 2008.

A Shepherd et al. Science 2012;338:1183-1189

Published by AAAS


Komponenten des Meeresspiegelanstiegs

1.2 ± 0.4

mm/Year

31 cm/100 years

(2012)

~1.6 mm/year

(2010)

~2.0 mm/year


Globale Mitteltemperatur

2m - Temperature [C]

0 5 10 15 20

HIST-ao

HIST-aor

RCP3-PD-ao

RCP3-PD-aor

RCP4.5-ao

RCP4.5-aor

RCP6.0-ao

RCP6.0-aor

RCP8.5-ao

RCP8.5-aor

1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500

Year

Wei, Lohmann, Thoma, et al., 2012


Volumenänderung und Meeresspiegel

ice volume

2.0 2.5 3.0 3.5

Greenland

HIST

RCP3-PD

RCP4.5

RCP6.0

RCP8.5

ice volume

26.0 26.5 27.0 27.5

Antarctic

1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500

1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500

sea level rise (mm)

0 1000 3000

Year

sea level rise (mm)

-1000 0 1000

Year

1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500

1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500

Year

Year

Wei, Lohmann, Thoma, et al., 2012


Klima

Lokalklima

Austausch von Masse und

Energie

Massenbilanz

Reaktion des Gletschers

Vorstoß oder Rückzug


Erst die Langzeitbeobachtungen am Vernagtferner erlauben:

Bestimmung der Variabilität

Prozessverständnis und -quantifizierung

Risikomanagement

methodische Entwicklungen


2011

1971

Weitere Magazine dieses Users
Ähnliche Magazine