24. Juni 2017 | Dipl.-Met. Thomas Ruppert

Gletscher und Klima

Gletscher und Klima

Datum 24.06.2017

Die Wechselwirkung zwischen solarer Strahlung und "Kryosphäre" ist als "Eis-Albedo-Wechselwirkung" bekannt und stellt laut Regelungstheorie eine "Positive Rückkopplung" dar. Ein Rückgang insbesondere des Gletschereises hätte im größeren Maßstab drastische Auswirkungen auf Wetter, Witterung und Klima auch in Mitteleuropa und im kleineren Maßstab auf die Wasserversorgung eines Teils der Weltbevölkerung.

Die "Kryosphäre" oder "Eissphäre" der Erde, umfasst als Gesamtheit des auf der Erde vorkommenden Wassers im festen Aggregatzustand, das Meer- und Schelfeis, das Inlandeis, die Hochgebirgsgletscher, das in Eishöhlen und in Dauerfrostböden enthaltene Eis sowie nicht zuletzt im Winter zugefrorene Binnengewässer und verschneite Oberflächen als saisonal sehr stark variierende Komponenten. Dabei bildet das Inlandeis, also die ausgedehnten, festes Land bedeckenden Gletscher ("Festlandsgletscher") die bei weitem größte Komponente.


Übersicht über die Veränderungen der Kryosphäre in den letzten Jahrzehnten.


Aufgrund der Strahlungseigenschaften des Eises, vor allem bei vorhandener Neuschneedecke ein hohes Reflexionsvermögen für kurzwellige solare Strahlung (Albedo) und einen hohen Emissionsgrad für langwellige terrestrische Strahlung zu besitzen, hat die Kryosphäre eine große Bedeutung für das Klimasystem der Erde. Insbesondere die ausgedehnten Eisschilde der Antarktis und Grönlands steuern als Kältereservoire die "planetare Zirkulation der Atmosphäre" und darüber hinaus als Süßwasserspeicher auch die "thermohaline Zirkulation der Ozeane" (Stichwort Golfstrom). So hat das grönländische Inlandeis einen entscheidenden Einfluss auf Wetter, Witterung und Klima im nordatlantisch-europäischen Raum. Kleinere Gletscher wirken sich zumindest auf das lokale Klima im Hochgebirge aus.

Entstehung, Wachstum und Verschwinden von Gletschern hängen sowohl von der Umgebungstemperatur als auch von den regionalen Niederschlagsverhältnissen ab. Dabei erfolgt im Falle der "warmen oder temperierten" Gletscher die Abnahme des Eises infolge Erwärmung der Atmosphäre zunächst wegen der Temperaturerhöhung selbst, und zwar durch vermehrtes Schmelzen und Verdunsten an der Gletscheroberfläche in den Sommermonaten. Dazu können nach einer Änderung des Niederschlagsregimes die Neuschneefälle ausbleiben, so wie es bei den südamerikanischen Andengletschern in El-Niño-Jahren der Fall ist. Daraus würde sich ein "positiver Rückkopplungsmechanismus" entwickeln, der die Abnahme der Eismasse entscheidend beschleunigen kann.

Neuschnee reflektiert das Sonnenlicht sehr stark, verhindert somit die Wärmeübertragung und schützt das darunter liegende Gletschereis vor Erwärmung. Fehlender Neuschnee bzw. eine tauende Eisoberfläche mit geringerem Reflexionsgrad führen zu stärkerer Absorption der einfallenden Sonnenstrahlung und zu weiterer Erwärmung. Ein zweiter Aspekt ist das entstehende Schmelzwasser. Sammelt es sich in Pfützen und Tümpeln an der Gletscheroberfläche, verringert es deren Reflexionsvermögen. Frisst sich der Schmelzwasserstrom dagegen in Schloten und Gletscherspalten durch das Eis und gelangt auf diesem Wege auf die Unterseite des Gletschers, könnte er auf dem "Gletscherbett" einen Gleitfilm zwischen Gestein und Eis bilden, der die Fließgeschwindigkeit des Gletschers erhöht und den Rückgang der Gletschermasse forciert. Auch bringt ein im Unterlauf in seiner Dicke reduzierter Gletscher den vom Hang nachrückenden Eismassen einen geringeren Widerstand entgegen, wird also leichter zu Tal geschoben und abgebaut.


Vereisung der Nordhalbkugel während der letzten Kaltzeit


Was wären nun die Folgen einer globalen Erwärmung auf die Kryosphäre, insbesondere auf die Gletscher? Wenig verwundbar ist das Inlandeis der Antarktis, denn die Südpolregion ist einfach zu kalt, um durch die von den Klimamodellierern projektierte Temperaturerhöhung von einigen Grad Celsius einfach abzuschmelzen. Jedoch könnte das küstennahe Eis der Antarktischen Halbinsel dezimiert werden. Das Grönlandeis ist empfindlicher, als Überbleibsel der letzten Eiszeit konnte es bisher nur überdauern, weil es (ebenso wie das antarktische Inlandeis) aufgrund seiner schieren Masse ein eigenes Klima bildet. Es erzeugt ein "Kältehoch", das die atlantischen Tiefdruckgebiete abdrängt, die an ihrer Vorderseite Warmluft nordwärts führen. Ein Rückgang des grönländischen Eises würde also direkt die atmosphärische Zirkulation im nordatlantisch-europäischen Raum und damit auch unser Klima in Mitteleuropa beeinflussen. Der mit einem Abtauen des Grönlandeises einher gehende Eintrag von Süßwasser in die nördlichen Meere hätte Wirkung auf die thermohaline Zirkulation des Nordatlantiks, möglicherweise sogar auf Stärke und Verlauf des Golfstromes. Des Weiteren würde sich beim Abschmelzen des arktischen Inlandeises der Meeresspiegel erhöhen, allein das Wasser aus dem Grönlandlandeis in flüssiger Form könnte den Meeresspiegel weltweit um bis zu sieben Metern ansteigen lassen. Hunderttausende Quadratkilometer Land würden überflutet, beispielsweise in Bangladesch, Florida oder den Niederlanden. Eben beschriebene Effekte könnten in einer Zeitspanne von etwa einhundert Jahren auftreten.

Wesentlich zeitnaher sind die Folgen des Rückganges der Gletscher in den Hochgebirgen. Schon in wenigen Jahrzehnten könnten die meisten Alpengletscher verschwunden sein, mit dem Resultat des Wassermangels, denn Gletscher fungieren als Wasserreservoir. Beispielsweise speichern die Schweizer Gletscher insgesamt so viel Wasser, wie es der Menge des Jahresniederschlages des Landes entspricht. Millionen von Menschen in den Alpenländern, aber auch in Staaten wie Bolivien, Peru oder Indien benötigen das Schmelzwasser der Gletscher als Trinkwasser, zur Bewässerung landwirtschaftlicher Kulturen oder zur Energiegewinnung in Wasserkraftwerken. Sie säßen beim Verschwinden der Gletscher buchstäblich auf dem Trockenen.

Während der "Franz Josef Glacier" und der "Fox Glacier" in den Neuseeländischen Alpen zuletzt an Masse zulegten, sank die Gletscherdicke bei den meisten Gletschern der Nordhalbkugel. Den größten Eisverlust innerhalb der vergangenen 30 Jahre musste der Careser-Gletscher in Südtirol hinnehmen. Er verlor ca. 36 m seiner ursprünglichen Mächtigkeit. Auf den Plätzen folgen der Place Glacier in den kanadischen Coast Ranges und der Sarennes-Gletscher in den französischen Alpen mit Verlusten von 34 m bzw. 31 m. Auf Satellitendaten basierende Untersuchungen der NASA zeigten, dass Grönland allein im Jahre 2005 224 km³ Eis verloren hat.



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