Gletscher-Klima-Beziehung in der Cordillera Blanca, Peru.

In jüngster Zeit werden Änderungen der Luftfeuchtigkeit als wesentliche Ursachen für Klimaumschwünge diskutiert. Die tropischen Hochgebirge und vor allem ihre Gletscher gelten dabei als besonders sensible Indikatoren. Vor diesem Hintergrund und auf theoretische Überlegungen des Antragstellers aufbauend, werden im vorliegenden Projektantrag Massenhaushaltsuntersuchungen auf tropischen Gletschern vorgeschlagen. Die aus thermischer Sicht weitgehend homogene tropische Atmosphäre führt zu Gletscherregimen, die sich deutlich von jenen in den mittleren Breiten unterscheiden. Ablation findet auf tropischen Gletschern andauernd statt, während die Akkumulation mit der jeweiligen Lage der Innertropischen Konvergenzzone (ITCZ) im Jahresverlauf schwankt. Die immerfeuchten inneren Tropen werden von den Randtropen unterschieden, wo jährlich eine niederschlagsreiche Saison einer trockenen folgt. Dort wird der Massenumsatz auf den Gletschern während der Feuchtzeit wesentlich von der Akkumulation sowie dem fühlbaren Wärmestrom und der langwelligen Strahlung dominiert. Während der Trockenzeit dominieren die kurzwellige Strahlung und der latente Wärmestrom. Eventuelle Klimaänderungen wirken sich, je nach Jahreszeit, sehr unterschiedlich aus. Die Cordillera Blanca in Peru ist den Randtropen zuzuordnen und sie ist mit 722km 2 eisbedeckter Fläche das bei weitem am stärksten vergletscherte Hochgebirge der Tropen. Die Gebirgskette, die in Höhen weit über 6000m ü.M. reicht und zudem eine beträchtliche N - S Erstreckung besitzt, ist eine markante Barriere für die vorherrschende Ostanströmung von feuchten Luftmassen. Das führt dazu, daß hier, neben der jahreszeitlichen Feuchteschwankung, auf kurzen Entfernungen ausgeprägte räumliche Unterschiede zwischen luvseitig feuchten Osthängen und der sehr trockenen Westseite herrschen. Unter diesen Voraussetzungen können Massenhaushaltsuntersuchungen auf den Gletschern der Cordillera Blanca wertvolle Beiträge zum Verständnis des tropischen und des globalen Klimas und dessen Schwankungen liefern. Über eine Interpretation in Zusammenhang mit Temperaturänderungen hinaus sind Informationen über Änderungen der Luftfeuchtigkeit und deren Folgegrößen zu erwarten. Rekonstruierte Gletscherschwankungen können klimatologisch interpretiert werden und die Ergebnisse zur Eichung von Klimamodellen dienen. Der Massenhaushalt der Gletscher der Cordillera Blanca soll auf 2 - 4 "Indexgletschern" durch eine den Gegebenheiten angepaßte Methode ermittelt werden. Die üblicherweise angewandte direkte glaziologische Methode ist aufgrund der fehlenden Ausbildung wasserundurchlässiger Schichten im Akkumulationsgebiet (keine Winter), aber auch wegen der Unzugänglichkeit der Akkumulationsgebiete (Steilheit, Spalten, Eisstürze) für die Bestimmung der Jahresakkumulation ungeeignet. Deshalb wird die mittlere Akkumulation über den Massenfluß durch den Gletscherquerschnitt unter der mittleren Gleichgewichtslinie abgeschätzt. Die benötigten Bilanzgeschwindigkeiten an der Oberfläche werden mit Pegelstangen bestimmt. Die Gletscherquerschnitte der Indexgletscher werden durch geodätische Messungen ermittelt. Die Ablation wird mit Hilfe eines Pegelnetzes gemessen. Zusätzlich zu den Feldmethoden wird die Verwendbarkeit interferometrischer Analysen von SAR-Daten auf tropischen Gletschern getestet. Die Analysen sollen Bewegungsfelder liefern, die sowohl der Berechnung des Massenflusses auf den Indexgletschern als auch zur Übertragung der Ergebnisse auf andere Gletscher dienen sollen. Vier automatische Wetterstationen werden die für die Untersuchung notwendigen Klima-Daten liefern.

Die Massenbilanz eines Gletschers ist das Bindeglied zwischen Klima, Gletschergröße und Schmelzwasserabfluss. Das Verständnis der Prozesse von Massengewinn und -verlust öffnet die Möglichkeit, aus rekonstruierten Gletscherschwankungen Klimageschichte abzulesen und Methoden zur Simulation von Gletscherabfluß zum Zwecke des Wassermanagements zu entwickeln. Zwischen 1999 und 2003 haben Mitglieder der Innsbruck Tropical Glaciology Group des Instituts für Geographie der Universität Innsbruck den Einfluß des tropischen Klimas auf Gletscher und Abfluß in der Cordillera Blanca, Peru, erforscht. Im Gegensatz zu den mittleren Breiten sind tropische Gletscherregime nicht vom jahreszeitlichen Verlauf der Lufttemperatur, sondern von der Abfolge von Trocken- und Feuchtzeiten charakterisiert. Eine Trockenzeit auf einem tropischen Gletscher ist wie eine Reihe von trockenen Sommertagen auf einem Alpengletscher. Die Feuchtzeit ist wie eine Reihe von feuchten Sommertagen in den Alpen. Tropische Gletscher sind sowohl auf Änderungen der Lufttemperatur als auch der Feuchteverhältnisse sehr empfindlich. In der Cordillera Blanca steht der Jahresgang der Feuchtzeiten in wesentlichem Zusammenhang mit der großräumigen atmosphärischen Zirkulation über Südamerika, die Feuchte aus dem tropischen Atlantik bringt. Auch wenn die Zirkulationsmuster eine ausgeprägte Saisonalität aufweisen, so variieren Intensität und Dauer der Saisonen doch von Jahr zu Jahr. Wir haben ein Modell entwickelt, das es uns erlaubt, Gletscherschwankungen in Zusammenhang mit Änderungen der Temperatur und der Feuchtigkeit zu analysieren. Von der Anwendung des Modells versprechen wir uns ein differenziertes Bild von den Änderungen der tropischen Zirkulation und des tropischen Klimas. Erste Ergebnisse zeigen, dass der bisher stärkste neuzeitliche Gletscherrückgang in den 1930er und 1940er Jahren außergewöhnlich trockene Bedingungen zur Ursache hatte. Das Fehlen von Temperaturänderungen während des Jahres hat auch ein Fehlen einer saisonalen Schneedecke außerhalb der Gletscher zur Folge. Gletscher sind daher die dominierenden Speicher im Wasserhaushalt. Ein Schrumpfen der Gletscher führt zu einer Abnahme der Wasserverfügbarkeit während der Trockenzeit. Das Modellieren von heutigem und zukünftigem Gletscherabfluß kann beim Planen der Wasserresourcen von großer Hilfe sein. Wegen dieses letzten Aspektes wurde das Projekt zu Teilen aus dem Jubiläumsfonds der Österreichischen Nationalbank refundiert.