News

Das ist alles Schnee von gestern ...

Abbildung 1 Die untersuchten Gletscher im Rofentalgebiet, Österreich
Abbildung 1 Die untersuchten Gletscher im Rofentalgebiet, Österreich

[04|02|2019]

Wirklich? Oder gar vom letzten Jahr?

Neue Publikation Prof. Dr. Andreas Schmitt


Vor unserer Haustür ist diese Frage einfach zu beantworten: Schnee fällt im Winter und schmilzt spätestens im Frühling wieder weg. Dass wir auch im Sommer noch Schneereste vom letzten Winter finden, kennen wir nur von Hochgebirgstouren. Und genau um das Hochgebirge geht es in einer neuen Veröffentlichung von Forschern aus LMU, Bayerischer Akademie der Wissenschaften, DLR und der Hochschule München. Schnee, der den Sommer überdauert, wird zu Firn und bildet die Basis für weitere Schneeansammlungen im kommenden Winter, d.h. er akkumuliert. Diese Akkumulationszonen sind die Nährgebiete sämtlicher Gletscher wie beispielsweise der untersuchten Gletscher am Ende des Rofentals in Österreich (siehe Abbildung 1). Im Gegensatz dazu stehen die Ablationszonen, in denen der Gletscher an Masse verliert. Um die Zukunft der Gletscher abschätzen zu können, ist das Verhältnis von Akkumulation (Wachstum) und Ablation (Rückgang) von essentieller Bedeutung.


Gletscher liegen nun nicht gerade vor unserer Haustür und sind auch nicht so leicht zugänglich, dass man flächendeckend die vorhandene Neu- bzw. Restschneemenge täglich erfassen könnte. Die Schätzung der Massenbilanz geschieht daher meist punktuell anhand von Abflussmessungen unterhalb des Gletschers, die mit Niederschlagsmengen auf dem Gletscher verglichen werden. Moderne Fernerkundungsmethoden sollen nun helfen, die über Jahrzehnte an Messstationen gesammelten Daten auf die gesamte Gletscherfläche zu extrapolieren. Das Ziel dabei ist, nicht nur eine Massenbilanz anzugeben, sondern die Orte der Zu- bzw. Abnahme genau zu lokalisieren.


Das Copernicus-Programm der ESA liefert mit der Sentinel-1-Mission alle sechs Tage eine zweifachpolarisierte Radaraufnahme (C-Band) unseres Untersuchungsgebiets aus dem gleichen Blickwinkel. Da Radar als aktives System im Mikrowellenbereich arbeitet, kann es komplett unabhängig von der Sonneneinstrahlung als auch von der Wolkendeckung operieren und höchst zuverlässig Daten liefern. Der einzige Nachteil: trockener Schnee ist für C-Band-Radar transparent. An dieser Stelle kommt uns der warme Sommer zu Hilfe. Schnee, der im Sommer noch auf dem Gletscher liegt, ist in der Regel aufgrund der vergleichsweise hohen Temperaturen nass. Nasse und glatte Oberflächen erscheinen im monostatischen Radar aufgrund der spiegelnden Reflexion generell dunkel. Da Gletscherseen auf den beobachteten Gletschern nicht auftreten, lassen dunkle Flächen auf Nassschnee schließen. Und wo folglich Ende des Sommers noch nasser Schnee zu finden ist, befindet sich das Akkumulationsgebiet des Gletschers (siehe Abbildung 2).


Abbildung 2 Nassschneeverteilung (blau) auf den untersuchten Gletschern zu Beginn und zum Ende des Sommers 2015
Abbildung 2 Nassschneeverteilung (blau) auf den untersuchten Gletschern zu Beginn und zum Ende des Sommers 2015


Die drei Aufnahmezeitpunkte zeigen deutlich den Rückgang des Nassschnees: Während zu Anfang Juli noch fast die gesamten Gletscherflächen von nassem Schnee (in Blau) bedeckt sind, erscheinen zu Ende Juli schon die tieferen Bereiche schneefrei. Im September sind nur noch ganz vereinzelt Nassschneezonen zu erkennen. Da flüssiges Wasser mit sinkenden Temperaturen wieder gefriert und in der Folge für den Radarsensor transparent wird, muss die Beobachtung aus dem All unbedingt mit Vorortmessungen von beispielwiese Wetterstationen verknüpft werden. In der neuen Veröffentlichung (http://www.mdpi.com/2076-3263/9/2/69/pdf) wird die Untersuchung von Radarzeitreihen über den Zeitraum von insgesamt vier glaziologischen Jahren in die Langzeitüberwachung eingebettet, welche für Teile des Untersuchungsgebiets mehr als 50 Jahre zurückreicht. Der Vergleich mit bisherigen Erkenntnissen sowie In-situ-Daten belegt die Qualität der Ergebnisse. Mit dem Einsatz der Fernerkundungssatelliten ist es nun erstmals möglich, eine wöchentliche Nassschneeprognose flächendeckend für ganze Gletschergebiete abzugeben. Die Umsetzung eines alpenweiten Gletschermonitorings rückt somit in greifbare Nähe.