Rekonstruktion und Projektionen der globalen Gletscheränderung von 1850 - 2300

Gletscher bilden einen markanten Teil der Gebirgslandschaft. Sie ermöglichen es den Menschen, langsame Veränderungen des Klimasystems direkt wahrzunehmen, während solch langsamen Veränderungen ansonsten in der menschlichen Wahrnehmung durch kurzzeitige Effekte - insbesondere das Wetter und natürliche Klimavariabilität - überdeckt werden. Aufgrund dieser Eigenheit wurden die weltweit schrumpfenden Gletscher zum Aushängeschild des Klimawandels. Aber Veränderungen der Gletscher haben nicht nur diesen sentimentalen Aspekt: Durch die Einflussnahme auf die Saisonalität des Wasserabflusses sind Gletscher in vielen Regionen wichtige Regulatoren der Wasserverfügbarkeit. Instabile Hänge und Gletscherseen, die von schrumpfenden Gletschern zurückgelassen werden, können zu Naturgefahren werden. Und obwohl die in Gletschern gespeicherte Eismasse vernachlässigbar klein wirkt im Vergleich zu den großen Eisschilden Grönlands und der Antarktis, haben Gletscher in der Vergangenheit schon deutlich zum Meeresspiegelanstieg beigetragen und waren vermutlich sogar die stärkste Quelle des Meeresspiegelanstiegs seit 1900. Es ist daher wichtig besser zu verstehen, wie Gletscher auf den Klimawandel - sowohl in der Vergangenheit als auch in der Zukunft, und sowohl auf natürlichen als auch anthropogenen Klimawandel - reagiert haben, bzw. reagieren werden. Es gibt aber nur sehr wenige Arbeiten die sich mit der Zukunft der weltweiten Vergletscherung beschäftigen, und nach unserem Wissen gibt es keine einzige Projektion der zukünftigen Änderungen der Gletscher, die auf einem Modell basiert das unabhängig mit Hilfe der beobachteten Veränderungen im 20. Jahrhundert validiert wurde. Ziel des Projektes ist es besser zu verstehen, wie Gebirgsgletscher auf Klimaveränderungen reagieren - auf globaler, regionaler und möglicherweise lokaler Ebene. Um dieses Ziel zu erreichen, werden wir im Rahmen des Projektes ein Modellsystem entwickeln, das in der Lage ist die Reaktion eines einzelnen Gletschers auf Klimaveränderungen darzustellen, und das gleichzeitig aber einfach genug ist, um auf Basis der vorhandenen Daten für jeden Gletscher weltweit in Vergangenheit und Zukunft angewendet werden zu können. Mit diesem Modellsystem werden wir das Verhalten jedes Gletschers weltweit von 1850 bis 2000 rekonstruieren, um 1. auf Grundlage dieser Simulation das Modellsystem zu validieren, und 2. detaillierte Informationen über die Gletscherveränderung der Vergangenheit zu erhalten. Anschließend wird das Modellsystem verwendet werden, um detaillierte Projektionen des weltweiten Gletscherwandels in den Jahren 2000 bis 2300 zu berechnen, basierend auf entsprechenden Projektionen des Klimas. Die Analyse dieser Rekonstruktionen und Projektionen wird es ermöglichen, detaillierte neue Einblicke in Klima- Gletscher-Wechselwirkungen zu bekommen. Sie wird zu genauerer Kenntnis des zukünftigen Meeresspiegelanstiegs führen, und zu einem besseren Verständnis des zukünftigen Veränderung von Systemen, die von Gletschern abhängig sind oder durch sie beeinflusst werden, z. B. der Hydrologie, des Ressourcenmanagements, erneuerbarer Energie aus Wasserkraft, der Geomorphologie und der alpinen Ökologie.

Mit Hilfe einer Kombination von Klima- und Gletschermodellen haben wir eindeutig nachgewiesen, dass die Menschen für das weltweite Abschmelzen der Gletscher mitverantwortlich sind. Wir konnten zeigen, dass von 1851 bis 2010 der vom Menschen verursachte Klimawandel rund ein Viertel zur Gletscherschmelze beitrug. Der Anteil stieg stetig und betrug in den letzten beiden Jahrzehnten bereits zwei Drittel. Schmelzende Gletscher stehen heute symbolisch für den vom Menschen verursachten Klimawandel. Allerdings reagieren Gletscher nur sehr langsam auf klimatische Veränderungen. Typischerweise dauert es Jahrzehnte oder Jahrhunderte, bis ein Gletscher sich an das Klima angepasst hat. Ihr Abschmelzen hat bereits mit dem Ende der kleinen Eiszeit Mitte des 19. Jahrhunderts begonnen. Natürliche Ursachen wie die veränderte Sonneneinstrahlung sind dafür genauso verantwortlich wie die vom Menschen ausgelösten Veränderungen. Wir haben mit Hilfe von Computersimulationen des Klimas das Verhalten der Gletscher in der Zeit von 1851 bis 2010 in einem Gletschermodell simuliert. Die Ergebnisse dieser Berechnungen stimmten mit dem überein, was wir in den Massenbilanzen der Gletscher tatsächlich sehen. Indem wir die unterschiedlichen Treiber der Klimaentwicklung im Modell eingestellt haben, war es uns möglich, den Einfluss von natürlichen und menschlichen Faktoren auf die Gletscher zu unterscheiden. In den Ergebnissen haben wir einen eindeutigen Nachweis für den Beitrag des Menschen zum Abschmelzen der Gletscher gefunden. Über den gesamten Zeitraum von 1851 bis 2010 lag der Beitrag des Menschen zum Abschmelzen der Gletscher nur bei rund einem Viertel. In den beiden Dekaden von 1991 bis 2010 stieg der Anteil aber bereits auf über zwei Drittel an. In einer weiteren Studie konnten wir diese Ergebnisse auf den Meeresspiegelanstieg übertragen, eine der wichtigsten Konsequenzen der Gletscherschmelze. In Zusammenarbeit mit anderen WissenschaftlerInnen, die sich z.B. mit der Massenänderung von Grönland und der Antarktis, mit der Erwärmung des Ozeans und Meeresströmungen befassen, konnten wir zeigen, dass natürlich Einflüsse zwischen 1900 und 1950 für etwa zwei Drittel des Anstiegs des Meeresspiegels verantwortlich waren. Zwischen 1970 und 2005 hingegen waren rund zwei Drittel des Anstiegs durch den Menschen verursacht.