Zur Ursache des unterschiedlichen Erwärmungstrends außerhalb und innerhalb der Alpen

1. 7. Deutsche Klimatagung 2006 München 11. Oktober 2005 Zur Ursache des unterschiedlichen Erwärmungstrends außerhalb und innerhalb der Alpen Markus Weber & Heidi Escher-Vetter Kommission für Glaziologie Bayerische Akademie der Wissenschaften, München http://www.Glaziologie.de

2. Die mittlere bodennahe Lufttemperatur steigt in den Alpen signifikant stärker an als außerhalb… Nach Koch & Scheifinger (2005), Daten nach Boehm (ZAMG)

3. IPCC 2001: +0.75 K, Zugspitze +1 K, lokal bis + 2K

4. These Warum liegt die mittlere Erwärmungsrate im Alpenraum deutlich über der außerhalb der Alpen? Antwort durch Klimamodelle? Es sind spezielle Rückkopplungseffekte notwendig. Philipona et al. (2005) zeigen, dass die Zunahme des Wasserdampf-gehaltes der Atmosphäre die Gegenstrahlung erhöht und damit tatsächlich eine verstärkende Rückkopplung stattfindet.*) Die bodennahe Temperatur ist auch das Ergebnis des Energieaus-tausches an der Oberfläche! *) R. Philipona, B. Dürr, A. Ohmura & C. Ruckstuhl (2005): Anthropogenic greenhouse forcing and strong water vapor feedback increase temperature in Europe. Geophys. Res. Letters, 32, L19809.

5. These Eine wichtige Ursache der höheren Erwärmungrate könnte auch der nicht unerhebliche Rückgang der Eis- und Schneeflächen sein! Die vormals zum Schmelzen der Gletscher und Schneefelder verbrauchte Energie steht nach deren Verschwinden in den aperen Bereichen zur Erwärmung der bodennahen Atmosphäre zur Verfügung.

6. Rückgang der Gletscherflächen seit ca. 1850 am Beispiel der Ötztaler Alpen

7. Der Vernagtferner (Ötztaler Alpen) von der Kreuzspitze

8. Die erforderliche mittlere Energieflussdichte zur Gletscherschmelze beträgt 5 W/m2, also mehr als der zusätzliche Antrieb von ca. 2.7 W/m2 durch die Treibhausgase.

9. Zunahme der Temperatur im Gletschervorfeld seit 1974

10. Stärkerer Temperaturtrend im Sommer

11. Rückgang der Vergletscherung in tieferen Lagen noch stärker! z.B. der Schneeferner an der Zugspitze: Die Fläche des Gletschers beträgt nur noch 10%

13. Trotz Flächenrückgang steigt der Abfluss weiter an:

14. Schmelzenergie ->Oberflächen-Energiebilanz: M = (Sh+Sd – Sr) + (LG[T,q]-L[TS]) + H[U,T-TS] +LE[U,q-qs] Im Falle der Schmelze bleibt die Oberflächentemperatur auf 0°C!

15. Prozesse über den Gletscherflächen: • Die höhere Albedo führt in der Regel zur Reflexion eines beträchtlichen Anteil der einfallenden kurzwelligen Strahlung. • Die langwellige Ausstrahlung beträgt konstant 315 W/m2. Eine Anhebung der Gegenstrahlung bedeutet immer einen Energiegewinn im vergletscherten Bereich. • Die Schichtung über den Schnee- und Eisflächen ist in der Regel stabil. Es wird der Atmosphäre Wärme entzogen. Eine besondere Rolle kann dem Wasserdampf zugesprochen werden. • Es bilden sich katabatische Windsysteme aus, welche die kühleren Luftmassen zu den Stationen im Gletschervorfeld advehieren.

16. Gletscherwind:

17. Vernagtferner 1999 Klimastation

18. Die Schmelzenergie steht nicht zur Erwärmung der Atmosphäre zur Verfügung! HyMEX 2000: Die Terme der Oberflächenenergiebilanz

19. Im schnee- und eisfreien Gelände dagegen wird die Luft durch die absorbierte Strahlungsenergie hauptsächlich über den Strom fühlbarer Wärme wieder erwärmt.

20. Dieser Effekt zeigt sich anhand des hangparallelen Gradienten der Lufttemperatur

21. Regression mit der Energiebilanz ergibt einfache Beziehungen für die stündliche Ablationsrate:

22. Test der Beziehung im Sommer 2003 anhand eines Ablatometers und einer Tem-peraturmessung auf dem Vernagtferner in der Nähe der ehemaligen HyMEX 2000 – Station

23. Regression mit der Energiebilanz für die Messungen vom 9.8.1998 während des Experiments HyMEX98

24. Quelle: Auer, I. R. Böhm, 2004: Der Sonnblick. ZAMG In gleichem Sinne nahmen auch die Schneeflächen ab!

25. Schlußfolgerungen Es gibt Hinweise, dass der Rückgang der Schnee- und Eisflächen in den Alpen regional zu einer deutlich effizienteren Erwärmung der bodennahen Luftschicht führt und daher die Temperatur an Klimastationen, welche in deren Einflussbereich liegen, entsprechend ansteigen lässt. • Der Effekt birgt ein offensichtlich hohes Potential für eine positive Rückkopplung, denn die stärkere Erwärmung führt zu weiterer Gletscherschmelze und einer zusätzlichen Anhebung der klimat-ischen Schneegrenze. • Der Effekt muss bei der Klimamodellierung im Alpenraum berücksichtigt werden, d.h. die Prozesse an den Gletschern und der Schneebedeckung möglichst realistisch beschrieben werden. • Umgekehrt ist er auch für die mittelfristige Witterung bedeutsam. Eine umfangreiche winterliche Schneedecke kann die Erwärmung im Frühjahr deutlich hinauszögern, da zunächst die Energie überwiegend zur Schmelze benutzt wird.

26. Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit!