Erweiterung der Volumen-Flächen Skalierung von Gletschern

Ein Potenzgesetz zur Skalierung der Volumen-Flächenbeziehung hat sich in der Erforschung der Gletscher-Klima Beziehung zu einer häufig angewandten Methode entwickelt. Die Methode und ihre Anwendung sind jedoch nicht eindeutig und viele neuere Publikationen zeigen Anwendungen, die nicht in Einklang mit der ursprünglichen Theorie stehen. In Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Ice and Climate am Institut für Meteorologie und Geophysik der Universität Innsbruck wollen wir eine robustere und detailliertere Theorie der Volumen- Flächenskalierung entwickeln, die Fehlinterpretationen und unkorrekten Anwendungen vorbaut. Vor allem soll die erweiterte Theorie der weit verbreiteten Fehlmeinung Abhilfe schaffen, nach der die Skalierungsmethode auf Gletscher im Ungleichgewicht nicht anwendbar sei. Dies ist angesichts des momentan starken Beitrages der Gletscher zum Meeresspiegelanstieg und der damit verbundenen wissenschaftlichen Fragestellungen von essentieller Bedeutung. Weiters wollen wir die generalisierte Skalierungstheorie dazu verwenden, um mögliche erweiterte Anwendungen von Konzepten zu testen, die ursprünglich aus Gleichgewichtsannahmen entwickelt wurden und zur Projektion von Meeresspiegelanstiegsszenarien angewendet werden. Im Besonderen werden wir die theoretische Grundlage der Accumulation Area Ratio (AAR, der prozentuelle Anteil der Akkumulationsfläche an der Gesamtfläche eines Gletschers) herleiten. Derzeit deuten zu niedrige AARs darauf hin, dass die Gletscher weltweit im Ungleichgewicht mit dem herrschenden Klima sind und auch in Zukunft weiter zum Meeresspiegelanstieg beitragen werden. Das Ausmaß des Beitrags der Gletscher zum Meeresspiegelanstieg hängt davon ab, wie viel Masse sie abgeben müssen, um ein neues Gleichgewicht zu erlangen. Wir wollen die theoretischen Grundlagen für die aus Feldbeobachtungen stammende Gleichgewichts-AAR von 0,577 herleiten und damit genauere Werte der AAR sowohl für Projektionen des Meeresspiegelanstiegs als auch für andere glaziologischen und glazialmorphologischen Anwendungen liefern. Die Skalierungstheorie ist prinzipiell unabhängig von der Gletschergröße, jedoch wollen wir in der erweiterten Fassung die unterschiedlichen Anwendungsbedingungen auf Gletscher und Eiskappen detailliert untersuchen. Gletscher und Eiskappen zeigen unterschiedliche Reaktionen auf klimatische Veränderungen, die sich durch verschiedene Exponenten im Potenzgesetz ausdrücken lassen. Die zurzeit verfügbaren globalen Flächeninventare von Gletschern und Eiskappen lassen eine genaue Unterscheidung nicht immer zu, was zu beträchtlichen Fehlern bei der Bestimmung des Gesamtvolumens von Gletschern führen kann. Die erweiterte Theorie soll unter anderem auch dazu beitragen, Gletscher und Eiskappen besser voneinander unterscheidbar zu machen und damit bessere Voraussetzungen zur Bestimmung des Gesamtvolumens und der daraus abgeleiteten Beiträge zum Meeresspiegelanstieg zu liefern.