Der Vernagtferner
ein Gletscher im Klimawandel
Hier
entsteht
eine
umfangreiche
Seite
über
den
Vernagtferner,
einem
heute
noch
etwa
7
Quadratkilometer
großen
Gletscher
in
den
Ötztaler
Alpen
in
Österreich.
Dabei
wird
es
aber
nicht
um
touristische
Anregungen
oder
gar
alpinistische
Tourenbeschreibungen
gehen.
Dazu
gibt
es
bessere
Seiten
im
Netz.
Diese
Seite
dagegen
behandelt
den
Gletscher
und
seine
Entwicklung
im
Klimawandel
aus
der
Sicht der Glaziologie und Meteorologie.
Der
Vernagtferner
gilt
als
einer
der
am
besten
untersuchten
Gletscher
in
Europa.
Die
wissenschaftlichen
Arbeiten
dazu
sind
seit
1962
an
der
Kommission
für
Glaziologie
der
Bayerischen
Akademie
der
Wissenschaften
in
München
angesiedelt
und
wird
heute
dort
durch
das
Projekt
Erdmessung
&
Glaziologie
fortgeführt.
Das
Klimamonitoring
am
Vernagtferner
ist
dort
inzwischen
aber
nur
eine
Teilaufgabe.
Auch
während
meiner
jahrzehntelangen
Projekt-Tätigkeit
an
der
BAdW
waren
die
Arbeiten
mit
dem
umfangreichen
am
Vernagtferner
erhobenen
Material
und
die
Publikation
der
Ergebnisse
nicht
immer
im
Vordergrund.
Mein
inzwischen
beginnender
Ruhestand
ermöglicht
nun
abseits
des
meist
nach
strengen
Regeln
operierenden
recht
mühsamen
Wissenschaftsbetriebs
einigermaßen
entspannt
interessante
Teile
des
zuletzt
angesammelten
Materials
und
auch
einige
Erkenntnisse
zum
Klimawandel
populärwissenschaftlich
zu
präsentieren. Vielleicht gelingt es sogar, einige Fragen und Zweifel zu der Thematik auszuräumen.
Die
hier
präsentierten
klimatologischen
Auswertungen
der
Messreihen
sind
in
dieser
Form
weitgehend
noch
nicht
publiziert.
Es
handelt
sich
um
erweiterte
klimatologische
Bearbeitung
(Korrekturen
von
systematischen
Messfehlern,
Ergänzung
von
Messlücken,
Ableitung
weiterer
Messgrößen)
der
bislang
in
der
Datenbank
Pangaea
und
der
Webseite
www.Glaziologie.de
publizierten
Rohdatenreihen
der
Messungen
an
der
Klimastation
Vernagtbach
und
zur
Veränderungen
des
Vernagtferners.
Der
in
dankenswerter
Weise
mögliche
Zugriff
auch
auf
die
aktuellsten
Rohmessdaten
erlaubt
bislang
noch
die
meist
monatliche
Aktualisierung
der
Klimareihen,
so
dass
die
aktuelle
Situation
in
Relation
zu
der
historischen
Entwicklung
beurteilt
werden
kann.
Wichtige
Ergänzungen
Dies
wird
allerdings
nicht
auf
Dauer
möglich sein.
An
dieser
Stelle
sei
auch
für
die
Unterstützung
den
ehemaligen
und
aktuell
an
der
BAdW
tätigen
Kollegen
recht
herzlich
gedankt.
Der
Aufbau
der
Seiten
wird
allerdings
noch
etwas
Zeit
in
Anspruch
nehmen,
so
dass
es
sich
lohnt,
gelegentlich
wieder
die
Seiten
von
www.Vernagtferner.de zu besuchen.
Markus Weber, München
Die
Veränderungen
des
Vernagtferners
seit
seinem
letzten
Höchststand
1845
sind
ein
eindrückliches
Zeugnis
der
lokalen
Auswirkung
des
globalen
Klimawandels
im
20.
Und
21.
Jahrhundert.
Anhand
der
seit
1889
regelmäßig
durchgeführten
Kartierungen
der
Gletscherfläche
zusammen
mit
seinem
sich
ständig
vergrößernden
Gletschervorfeld
ist
die
Veränderung
der
Eismasse
im
Laufe
der
Zeit
bis
in
die
Gegenwart
vergleichsweise
gut
dokumentiert.
Zusammen
mit
in
den
1960er-Jahren
noch
auf
der
Basis
von
Refraktionsseismik,
ab
2006
auch
mittels
Mikrowellenradarmessungen
erfolgten
Rekonstruktion
der
Topografie
des
unter
der
Eismasse
verborgenen
Gletscherbetts
konnte
mit
diesen
Informationen
auch
die
Gesamtmasse
bestimmt
werden.
Die
Abbildung
oben
zeigt
in
Blau
die
Veränderung
der
Masse
des
Vernagtferners,
soweit
sie
anhand
genauer
topographischen
Karten
und
zusätzlichen
Fotografien
bestimmt
bzw.
rekonstruiert
werden
konnte.
Die
erste
dieser
vollständigen
Aufnahmen
ist
die
berühmte
Karte
von
Sebastian
Finsterwalder,
welche
den
Gletscher
im
Jahre
1889
dokumentiert.
Die
Fläche
zur
Zeit
des
letzten
Maximalstands
des
Gletschers
um
1845
dagegen
wird
anhand
der
noch
gut
erhaltenen
Seiten-
und
Endmoränen
zu
13.8
km2
bestimmt
und
daraus
das
Maximum
der
Masse
auf
etwa
900
Milliarden
kg
(900
Millionen
Tonnen)
geschätzt.
Vor
1889
liegen
leider
keine
quantitativen
Beobachtungen
zur
Veränderung
der
Gletscheroberfläche
mehr
vor,
es
kam
aber
nach
Bilddokumenten
bereits
kurz
nach
dem
letzten
großen
Vorstoß
der
Gletscherzunge
bis
in
das
Rofental
zu
deren
schnellen
Zurückschmelzen.
Dabei waren die jährlichen Massenverluste ähnlich hoch wie in der jüngeren Periode seit 1980.
Weitere
sogenannte
terrestrische
(im
Gegensatz
zu
Luftaufnahmen
von
Punkten
an
der
Oberfläche
innerhalb
des
Geländes
gewonnene)
Gesamtaufnahmen
des
Gletschers
erfolgten
im
Sommer
1912
und
1938,
1954
erfolgte
dann
die
erste
Kartierung
auf
der
Basis
von
Luftaufnahmen.
Bis
zu
diesem
Zeitpunkt
hat
der
Vernagtferner
die
Hälfte
seiner
ursprünglichen
Masse
durch
den
Verlust
seiner
weit
in
das
Vernagttal
reichenden
gewaltigen
Zunge
verloren.
Dank
der
mit
deutlich
weniger
Aufwand
als
bei
der
terrestrischen
Aufnahmen
durchführbaren
Kartierung
mittels
fernerkundlichen
Methoden,
zunächst
auf
der
Basis
von
Befliegungen,
später
auch
durch
Satellitenaufnahmen,
konnten
die
Volumen-
und
Massenänderungen
seit
Mitte
des
20.
Jahrhunderts
zunehmend
häufiger
und
genauer
bestimmt
werden.
War
die
Kartierung
des
Untergrundes
auf
der
Basis
der
Refraktionsseismik
um
1967
noch
recht
ungenau,
konnten
diese
Kenntnisse
ab
2006
durch
Messungen
mit
einem
auf
der
Gletscheroberfläche
betriebenen
Mikrowellenradar
deutlich
erweitert
werden.
Außerdem legte der Gletscher beim Zurückschmelzen immer größere Bereiche des ursprünglich eisbedeckten Untergrundes frei.
Auf
diese
Weise
konnten
sowohl
der
letzte
merkliche
Massenzuwachs
zwischen
1954
und
1979
als
auch
das
kontinuierliche
Zurückschmelzen
seit
1980
mit
guter
Genauigkeit
quantifiziert
werden.
Im
Jahr
2020
war
von
der
ursprünglichen
Masse
Mitte
des
19.
Jahrhunderts
weniger
als
20%
übrig.
Obwohl
die
lineare
Fortschreibung
eines
Trends
aus
der
Vergangenheit
in
die
Zukunft
nur
beschränkt
zulässig
ist,
drängt
sie
sich
im
Falle
des
Vernagtferners
geradezu
auf.
Demnach
könnte
der
Gletscher
noch
vor
Ende
des
nächsten
Jahrzehnts vollständig verschwunden sein. Dazu aber weiter unten mehr.
Der Massenverlust des Vernagtferners seit dem letzten Hochstand 1845
Obwohl
mehrere
Ursachen
für
den
auffallenden
Massenverlust
des
Vernagtferners
in
den
letzten
170
Jahren
denkbar
wären,
ist
der
Zusammenhang
mit
dem
globalen
Klimawandel
am
wahrscheinlichsten.
Dies
insbesondere
deshalb,
weil
ein
Gletscher
aus
Eis
besteht,
welches
bei
Temperaturen
oberhalb
des
Gefrierpunkts
und
genügend
verfügbarer
Wärmeenergie
zu
schmelzen
beginnt.
Seine
Existenz
verdankt
er
nichts
weiter
außer
dem
gelegentlich
an
seiner
Oberfläche
deponierten
Schnee.
Beides
sind
wohlbekannte
Wetterelemente.
Allerdings
ist
der
Austausch
von
Masse
und
Energie
zwischen
der
Gletscheroberfläche
und
der
Atmosphäre
vielseitig,
so
dass
eigentlich
eine
ganze
Reihe
von
meteorologischen
und
hydrologischen
Größen
zu
dessen
Untersuchung
herangezogen
werden
müssten.
Zusammen
bewirken
sie
gemäß
der
herrschenden
Wetterlage
positive
oder
negative
Beiträge
zur
Massenbilanz
des
Gletschers,
die
wiederum
in
der
Summe langfristig die beobachteten Masseverluste oder auch -Gewinne zur Folge haben.
Langfristig
deshalb,
weil
die
Massenänderungen
eine
Anpassungsreaktion
an
das
herrschende
Klima,
also
das
mittlere
Wetter
über
mehrere
Jahrzehnte
darstellen.
Bleibt
dieses
statistisch
betrachtet
konstant
und
ist
der
Gletscher
in
seinen
Dimensionen
daran
gut
angepasst,
dann
wird sich seine Masse insgesamt nicht wesentlich ändern.
Dieser
Fall
ist
jedoch
eher
hypothetischer
Art.
Einem
häufigen
Einwand
der
Klimaskeptiker
muss
man
nämlich
durchaus
zustimmen:
Es
gab
in
der
Vergangenheit
stets
Änderungen
des
Klimas,
diese
erfolgten
jedoch
meist
in
Form
von
zyklischen
Schwankungen
innerhalb
eines
engen
Bereiches.
Somit
waren
auch
die
Gletscher
selten
im
Gleichgewicht
mit
dem
Klima
und
daher
ständigen
Anpassungsprozessen
unterworfen.
Da
diese
je
nach
Größe
und
Steilheit
des
Gletschers
eine
gewisse
Zeit
benötigen,
erfolgt
die
Anpassung
verzögert.
Dies
bedeutet,
dass
der
Gletscher
meist
in
wärmeren
Perioden
eine
zu
große
Fläche
und
eine
zu
kleine
in
kälteren
Abschnitten
aufweist,
was
ihn
nicht
angemessen
reagieren
lässt.
Je
schneller
die
Änderung
des
Klimas
erfolgt,
desto
weiter
ist
der
Gletscher
von
seinem
idealen
Gleichgewichtszustand
entfernt,
welcher
sich
in
einer
ausgeglichenen
Massenbilanz
äußert.
Selbst
im
Falle
einer
Stagnation
oder
gar
Umkehr
des
Klimatrends
wird
ein
zu
großer
Gletscher
zunächst
einmal
weiter
an
Masse
verlieren.
Ein
wesentlicher
Faktor
ist
dabei
die
Kriechbewegung des Eises.
Eine schwierige Beziehung: Gletscher und Klima
Wie kann ein Klimatrend sinnvoll quantifiziert werden?
Wie
bereits
weiter
oben
angesprochen,
versteht
man
unter
Klima
das
mittlere
Wetter
über
einen
längeren
Zeitraum,
30
Jahren
sind
bei
den
Wetterdiensten
gebräuchlich.
Dies
entspricht
der
Dauer
einer
Generation.
Die
Wetterdienste
beziehen
sich
in
der
Regel
auf
die
Periode
vor
dem
letzten
vollständigen
Jahrzehnt,
gegenwärtig
also
1991
bis
2020.
Als
Vergleich
können
dann
beispielsweise
die
Klimaperioden
1961
bis
1990
oder
auch
1981
bis
2010
herangezogen
werden.
Während
das
Wetter
oder
auch
ein
kürzerer
Abschnitt
von
Wettertagen,
die
Witterung,
direkt
erfahrbar
ist,
ist
es
das
Klima
mit
Ausnahme
von
sehr
extremen
Klimaten
in
der
Regel
nicht.
Die
wenigsten
Menschen
sind
gefühlsmäßig
in
der
Lage,
eine
aktuelle
Wetterlage
klimatologisch
richtig
einzuordnen,
z.B.
„so
heiß
wie
nie
in
meinem
Leben“
oder
„so
viel
Schnee
wie
noch
nie“.
Dies
ist
allein
auf
der
Basis
einer
Datenbank
möglich,
welche
präzise
Messwerte
enthält.
Diese
lassen
sich
statistisch
analysieren
und
für
die
darin
enthaltenen
meteorologischen
Größen
für
die
Klimaperiode
objektive
charakteristische
Kenngrößen
wie
Mittelwerte,
Minimal
–
und
Maximalwerte
und
deren
Mittelwerte,
oder
auch
Summen
und
Anzahl
der
Tage,
in
denen
Schwellenwerte
überschritten
werden.
Beispiele
währen
die
Lufttemperatur,
die
Feuchte,
die
Sonneneinstrahlung
und
die
Wärmestrahlung,
aber
auch
die
Windgeschwindigkeit und –Richtung, der Niederschlag oder die Schneehöhe oder die Sonnenscheindauer.
Jedes
dieser
Größen
ist
ein
Klimaelement,
welches
einen
bedeutenden
Einfluss
auf
die
Vorgänge
an
der
Gletscheroberfläche
haben
könnte.
Als
Mensch
ist
man
mit
dieser
Analyse
heillos
überfordert,
es
fehlt
dazu
ein
Gedächtnis
besonders
für
die
alltäglichen
„normalen“
Wetterabläufe,
man
kann
sich
bestenfalls
an
Extremwetter
erinnern.
Aber
selbst
in
diesen
Fällen
spielt
die
Erinnerung
oft
einen
Streich.
Man
kann
Menschen,
die
behaupten,
das
Wetter
wäre
in
ihrer
Jugend
nicht
anders
oder
sogar
wärmer
als
heute
nicht
unbedingt
der
Lüge
bezichtigen,
denn
sie
haben
diese
Erinnerung,
auch
wenn
sie
einer
Faktenanalyse
niemals
standhält.
Der
Gletscher
dagegen
besitzt
das
ultimative Gedächtnis für das Wetter und ist damit ein idealer Zeuge für Veränderungen des Klimas.
Für
eine
objektive
Analyse
des
Klimas
ist
es
daher
sinnvoll,
aus
der
Vielzahl
der
meteorologischen
Variablen,
diejenige
als
Indikator
auszuwählen,
dir
durch
die
anderen
am
stärksten
Beeinflusst
wird.
Am
nächsten
kommt
dem
die
bodennahe
Lufttemperatur,
in
der
Regel
gemessen
in
2
m
Höhe
über
Grund.
Sie
ändert
sich
stark
mit
dem
Luftdruck
(daher
ihre
signifikante
Höhenabhängig),
stellt
sich
aber
auch
stark
gemäß
der
Strahlungsbilanz
der
Oberfläche
und
der
Advektionsbedingungen
ein.
Damit
führen
sämtliche
menschliche
Aktivitäten
zu
messbaren
Veränderungen,
also
nicht
allein
der
steigende
Gehalt
der
Atmosphäre
an
Treibhausgasen,
sondern
auch
insbesondere
die
Änderung
der
Landoberflächennutzung
(z.B.
Versiegelung).
Dies
gilt
aber
auch
für
natürliche
Reaktionen
auf
die
Veränderungen,
wie
beispielsweise
der
Rückgang
der
Schnee-
und
Eisflächen.
Der
unterschiedlich
starke
Einfluss
führt
lokal
zu
großen
Unterschieden
in
der
Temperatur.
Von
Vorteil
ist
zudem,
dass
sehr
viele
Messreihen
der
bodennahen
Temperatur
existieren
und
diese
teilweise
sehr
viel
weiter
in
die Vergangenheit reichen als die anderer Messgrößen.
Gemittelt
über
die
gesamte
Erdoberfläche
werden
diese
örtlichen
Schwankungen
räumlich
geglättet.
Große
Anteile
des
globalen
Temperaturmittels
entstammen
Messwerten
über
Meeresflächen,
wo
Veränderungen
vor
allem
durch
die
Komponenten
der
Strahlungsbilanz
verursacht
werden
und
daher
dort
primär
die
Auswirkungen
der
chemischen
Zusammensetzung
der
Atmosphäre
auf
das
Klima
verstärkt
in
Erscheinung
treten.
Es
ist
einleuchtend,
dass
die
Heterogenität
der
Erdoberfläche
im
Verhältnis
zu
der
Dichte
des
Messnetzes
keine
absolut
genaue
Bestimmung
der
Mitteltemperatur
der
Erdoberfläche
erlaubt.
Daran
ändern
auch
die
heute
vielfachverfügbaren
Satellitenmessungen
zur
Verdichtung
des
Messnetzes
nur
wenig.
Der
absolute
Fehler
dürfte
hier
mehr
als
ein
Grad
betragen,
während
der
Klimawandel
zu
Änderungen
in
der
gleichen
Größenordnung
innerhalb
von
100
Jahren
führt.
Es
ist
jedoch
ein
fundamentaler
Irrtum,
daraus
den
Schluss
abzuleiten,
ein
quantitativer
Nachweis
des
aktuellen
globalen
Erwärmungstrends
der
Erde
sei
daher
nicht
möglich.
Denn
dessen
Bestimmung
erfordert
dazu
ist
keine
absolute
Genauigkeit
der
zugrunde
liegenden
Messung
im
Bereich
von
<0.05°K,
sondern
hängt
nur
von
der
relativen
Genauigkeit
zwischen
zwei
Messungen
ab,
und
die
ist
um
ein
vielfaches
besser
als
die
absolute
Genauigkeit.
Man
bestimmt
dazu
die
Temperaturanomalie
als
Differenz
zu
einem
Mittelwert
einer
Klimaperiode
in
der
Vergangenheit.
Diese
Anomalie
ist
für
sich
betrachtet
sehr
viel
genauer,
da
nicht
die
Genauigkeit
des
Sensors,
sondern
der
systematische
Fehler
bei
der
Bestimmung
des
Flächenmittels
die
große
Ungenauigkeit des Absolutwertes verursacht, der bei der Betrachtung der Anomalie nicht ins Gewicht fällt.
Seit
den
1980er
Jahren
erstellt
das
CRU
(Climate
Research
Unit)
,
ein
Institut
an
der
University
of
East
Anglia
(UEA)
im
englischen
Norwich,
in
Zusammenarbeit
mit
dem
Hadley
Center
of
Prediction
and
Research
einen
Datensatz,
welcher
sämtliche
verfügbaren
Messungen
der
bodennahen
Lufttemperatur
über
Land
und
Meer
weltweit
zusammenfasst.
Seit
1998
wird
diese
bis
1850
zurückreichende
sogenannte
HadCruT
-Reihe
der
globalen
Temperaturanomalie
regelmäßig
aktualisiert
im
Internet
veröffentlicht
.
Sie
wird
auf
den
Mittelwert
des
Klimareferenzzeitraums
von
1961
bis
1990
bezogen.
In
der
Abbildung
oben
ist
die
aktuell
gültige
Version
dieser
Kurve
in
Rot
dargestellt,
jedoch
sind
die
jährlichen
Schwankungen
mit
einem
gleitenden
Mittel
über
9
Jahre
geglättet.
Diese
Methode
bildet
die
Glättung
nach,
die
durch
die
längeren
Zeitabstände
zwischen
der
Bestimmung
der
Gletschermasse
einerseits
und
deren
Trägheitsreaktion
auf
das
Klimasignal
zwangsläufig
entsteht.
Seit
den
Corona-Jahren
ist
diese
Methode
der
Tiefpassfilterung
z.B.
bei
der
Bestimmung
Inzidenzen
bekannt
geworden, dort dient sie dem Ausgleich der starken Schwankungen der Probenahme (Tests) innerhalb eines Wochenzyklus.
Die
rote
HadCruT
-Kurve
dokumentiert
präzise
den
gegenwärtigen
Trend
der
globalen
Erderwärmung
anhand
des
kontinuierlichen
Anstieg
der
Temperaturanomalie
seit
dem
Beginn
des
20.
Jahrhundert,
lediglich
unterbrochen
durch
eine
kurze
Pause
ab
1945
bis
1975.
Insgesamt
erstreckt
sich
der
Anstieg
der
globalen
Mitteltemperatur
innerhalb
des
dargestellten
Zeitraums
über
1.1°C
seit
dem
Minimum
von
-0.5°K
um
1908.
0.5°K
entfallen
auf
die
Zeit
vor
1980,
0.6°K
auf
die
Zeit
danach.
Demnach
hat
die
Erwärmung
seither
beachtlich
an
Fahrt
aufgenommen
Der Vernagtferner als Thermometer für die globale Erderwärmung
Zwar
quantifiziert
die
Kurve
der
global
gemittelten
Anomalie
der
bodennahen
Temperatur
klar
die
Entwicklung
des
Klimas,
sie
liefert
aber
weder
Informationen
zu
dessen
Ursachen,
noch
die
damit
verbundenen
Konsequenzen
und
schon
gar
nicht
zu
dessen
zukünftigen
Entwicklung.
Zu
diesen
Fragen
wird
weltweit
ergebnisoffen
intensiv
geforscht
und
Ergebnisse
in
regelmäßigen
Abständen
durch
den
Weltklimarat
(IPCC)
veröffentlicht.
Während
inzwischen
ein
allgemeiner
Konsens
zur
Identifizierung
der
anthropogenen
Emissionen
von
Treibhausgasen
als
Haupttreiber
besteht,
gibt
es
noch
Unterschiede
in
der
Einschätzung
zu
den
Folgen
und
der
zukünftigen
Entwicklung,
die
von
den
Fortbestand
der
Menschheit
gefährdenden
Katastrophen
bis
hin
zu
lokalen
Gewinnsituationen
reichen.
Je
nach
Standpunkt
ergeben
sich
daraus
dringende
Handlungsdirektiven
in
Richtung
zur
Senkung
der
Emissionen
bis
hin
zur
zum
weiteren
Nichtstun.
Da
die
Politik
als
gefragte
Exekutive
für
Maßnahmen
stets
Zielvorgaben
benötigt,
hat
sie
zunächst
Schwellenwerte
der
Anomalie
definiert,
die
zur
Vermeidung
von
nicht
mehr
beherrschbaren
Gefahren
durch
den
Klimawandel
keinesfalls
überschritten
werden
sollten.
Seit
den
Beschlüssen
von2010
soll
ein
Anstieg
auf
2°K
bzw.
seit
2015
auf
1.5°K
über
den
vorindustriellen
Mittelwert
begrenzt
werden.
Aber
wo
liegt
dieser
Referenzwert
vor
der
Industrialisierung?
Die
30-jährigen
Mittelwerte
der
HadGruT-Kurve
zwischen
1850
und
1880
liegen
zwischen
-0.39°K
und
-0.42°K,
also
0.1°C
höher
als
das
Minimum
um
1908.
Folglich
fehlen
gegenwärtig
noch
0.5°K
bis
zum
Erreichen
der
1.5°K-Grenze.
In
der
Abbildung
läge
diese
Grenze
auf
der
rechten
Skala
bei
1.0°K,
die
2-Grad
Grenze
dagegen
bei
1.5°K.
Bei
einer
linearen
Fortschreibung
des
seit
1980
nahezu
unveränderten Trends wäre der niedrigere Grenzwert von 1.5°K bereits gegen 2040 erreicht.
Während
die
Konsequenzen
eines
weltweiten
Temperaturanstiegs
in
dieser
Größenordnung
auf
das
Wetter
und
die
Umwelt
in
weiten
Teilen
noch
unklar
sind,
erscheinen
sie
für
die
Alpengletscher
im
Allgemeinen
und
für
den
Vernagtferner
im
Besonderen
relativ
klar:
der
Gletscher
verliert
weiter
an
Masse
bis
zu
seinem
völligen
Verschwinden.
Bereits
der
augenscheinliche
Vergleich
der
Kurve
der
globalen
Temperaturanomalie
mit
der
Kurve
des
Massenschwundes
legt
einen
ursächlichen
Zusammenhang
nahe,
auch
wenn
die
daran
beteiligten
Prozesse nicht im Detail erklärt werden können.
Zur
empirischen
Prüfung
einer
solchen
These
ist
es
in
der
Wissenschaft
ein
gängiges
Verfahren,
anhand
des
gegeneinander
Auftragens
der
Funktionswerte
der
beiden
Kurven
in
ein
Streudiagramm
nach
einem
einfachen
funktionalen
Zusam-
menhang
zu
suchen.
Man
nennt
diese
Vorgehensweise
allgemein
auch
Parametrisierung.
Der
sehr
komplexe
Prozess
der
Massen-
änderung
des
Gletschers
mit
der
Zeit,
eigentlich
abhängig
von
einer
Vielzahl
von
veränderlichen
Messgrößen,
soll
näherungs-
weise
anhand
einer
einfachen
Gleichung
mit
nur
einem
repräsen-
tativen
Parameter,
hier
die
globale
Temperaturanomalie,
berechnet
werden.
Für
den
Vernagtferner
ergibt
sich
gemäß
der
Abbildung
1a)
ein
erstaunlich
eindeutiger
statistischer
Zusammenhang
Form
einer
wohldefinierten
Geraden.
Demnach
kann
96%
der
Änderung
der
Masse
seit
1889
allein
durch
die
Globale
Temperaturanomalie
und
damit den Klimawandel erklärt werden.
Bereits
vor
der
Jahrtausendwende
kam
der
Begriff
der
Gletscher
als
Fieberthermometer
der
Erde
auf
(z.B.
durch
Prof.
Haeberli).
Dabei
wurde
aber
primär
der
Vergleich
des
eigentlich
entgegengesetzten
Bildes
von
der
Längenänderung
des
Queck-
silberfadens
und
der
Gletscherzunge
mit
der
Temperatur
heran-
gezogen.
Der
sichtbare
Vorstoß
oder
Rückgang
der
Gletscherzunge
als
Reaktion
auf
Veränderungen
der
klimatischen
Randbe-dingungen
ist
physikalisch
äußerst
komplex
und
in
der
Regel
nicht
synchron.
Deshalb
ist
dieses
Bild
des
Fieber-
thermometers
nicht
wirklich
passend.
Die
Parametrisierung
der
Gesamtmasse
durch
die
Temperaturanomalie
erlaubt
jedoch
in
einfacher
Weise
die
quantitative
Bestimmung
des
aktuellen
Standes
der
globalen
Erderwärmung
auf
anhand
der
noch
verbliebenen
Gletschermasse.
Dazu
muss
lediglich
die
Abszisse
mit
der
Ordinate
vertauscht
werden
und
die
Temperaturanomalie
auf
das vorindustrielle Minimum skaliert werden.
Abbildung
1b
zeigt
die
Gleichung,
anhand
der
die
aktuelle
Globale
Temperaturanomalie
gTa
auch
ohne
weltweite
Messungen
genauer
als
0.05°K
aus
der
verbleibenden
Masse
des
1a)
Zusammenhang
zwischen
der
globalen
Temperaturanomalie
und
der
Masse
des
Vernagtferners
1b) Bestimmung der Globalen Temperaturanomalie anhand der verbliebenen Gletschermasse
Vernagtferners
M
bestimmt
werden
kann.
Letztere
kann
in
der
erforderlichen
Einheit
Millionen
Tonnen
jährlich
recht
einfach
aus
der
Masse
des
Vorjahres
minus
dem
Produkt
aus
der
Fläche
in
Quadratkilometern
und
der
Massenbilanz
in
Meter
berechnet
werden.
Beide
Werte
können
jährlich
aktualisiert
der
Webseite
www.glaziologie.de
entnommen
werden.
Hat
die
Masse
des
Vernagtferners
beispielsweise
von
gegenwärtig
145
Mio
To
auf
60
Mio
To
abgenommen,
dann
liegt
die
Globale
Temperaturerhöhung
seit
vorindustrieller
Zeit
zwischen
1.2°K
und 1.3°K.
Damit
dient
der
Vernagtferner
in
der
Tat
als
Thermometer
für
die
globale
Erderwärmung.
Leider
jedoch
nur
so
lange,
bis
er
vollständig
verschwunden
ist.
Der
obere
Messbereich
des
Thermometers
endet
somit
knapp
unterhalb
der
politischen
Vorgabe
der
möglichst
nicht
zu
überschreitenden
1.5-Grad-Grenze.
Mit
dem
Verlust
des
Vernagtferners
ist
diese
erreicht.
Andererseits
können
wir
daraus
lernen,
dass
das
Ausreizen der politischen 1.5-Grad-Grenze mit dem vollständigen Verlust nahezu aller Gletscher der Ostalpen verbunden ist.
Die Messungen zum Lokalklima im Bereich des Vernagtferners
Trotz
des
statistisch
eindeutig
nachweisbaren
ursächlichen
Zusammenhangs
zwischen
dem
beobachteten
Gletscherschwund
und
dem
Globalen
Klimawandel
basieren
die
zugrundeliegenden
physikalischen
Prozesse
auf
den
meist
unbekannten
Änderungen
der
Klimaparameter
vor
Ort.
Es
ist
daher
von
größtem
Interesse,
wie
sich
der
Globale
Klimawandel
auf
das
lokale
Wetter
und
die
Witterung
am
Gletscher direkt auswirkt.
Kontinuierliche
Messungen
direkt
auf
der
Gletscherfläche
sind
wegen
der
sich
ständig
verändernden
Oberfläche
und
den
teilweise
extremen
Witterungsbedingungen
eine
logistische
Herausforderung,
welche
erst
in
jüngster
Zeit
möglich
wurden.
Am
Vernagtferner
wurde
bereits
in
den
1960er
Jahren
eine
Klimastation
auf
einer
exponierten
Felsinsel
auf
3075
m
eingerichtet,
welche
durch
ihre
Lage
den
advektiven
Einfluss
der
Gletscherfläche
erfassen
sollte.
Mit
der
zunehmenden
Ausaperung
der
Felsen
musste
diese
technisch
unzureichend
ausgerüstete
Station
1988
aufgegeben
werden,
so
dass
die
Messreihe
nie
die
Qualität
einer
Klimareihe
erreichte.
Mit
der
Errichtung
der
Pegelstation
Vernagtbach
am
Grund
des
Vernagttals
im
Sommer
1974
konnte
stattdessen
die
Klimastation
Vernagtbach
unweit
des
Auslaufs
der
Gletscherzungen
über
dem
Schutt
des
Gletschervorfeldes
gemessen.
Die
Messanlage
wurde
im
Laufe
der
Zeit
mehrfach
neben
der
Messung
von
Temperatur
und
Feuchte
um
weitere
Sensoren
zur
Messung
des
Windes
oder
der
Komponenten
der
Strahlungsbilanz
erweitert
und
gleichzeitig
die
Genauigkeit
der
Datenerfassung
durch
Redundanz
erhöht.
Seit
Anfang
des
Jahrtausends
werden
die
Daten
über
mehrere
Kanäle
in
Echtzeit
fernübertragen,
so
dass
die
Funktion
der
Station
optimal
überwacht
werden
kann.
Mit
am
genauesten
ist
die
inzwischen
45 Jahre umfassende Messreihe der Lufttemperatur in 2 m Höhe, gemessen in einer weltweit standardisierten Messhütte.
In
der
Grafik
„Der
Vernagtferner
im
Klimawandel“
ist
die
aus
den
an
der
Klimastation
gemessenen
Jahresmitteltemperaturen
berechnete
Temperaturanomalie
über
9
Jahre
geglättet
in
grüner
Farbe
eingetragen.
Man
erkennt
seit
Beginn
der
Aufzeichnungen
vor
ca.
45
Jahren
einen
nahezu
kontinuierlichen
Anstieg
der
Temperatur
um
mehr
als
2°K,
und
damit
um
gut
das
Doppelte
des
Anstiegs
der
globalen
Mitteltemperatur
im
selben
Zeitrahmen.
Häufig
wird
in
den
Medien
berichtet,
dass
der
Anstieg
der
Temperatur
innerhalb
der
Alpen
deutlich
mehr
als
der
im
Flachland
betragen
würde.
Dies
ist
falsch,
wie
man
der
nachfolgenden
Tabelle
entnehmen
kann,
welche
die
regressiv
ermittelten
linearen
Temperaturtrends
über
die
letzten
45
Jahre
an
mehreren
Stationen
in
Bayern
sowie
den
der
Flächenmittelwerte
des
Bundeslands Bayern und der Bundesrepublik Deutschland im Vergleich zu dem an der Klimastation Vernagtbach (KSVB) auflistet.
Tab
1)
Linearer
mittlerer
Temperaturanstieg
seit
1975
an
mehreren
Stationen
in
Bayern,
im
Flächenmittel
von
Bayern,
der
BRD
und
der
Nordhalbkugel im Vergleich zu dem an der Klimastation Vernagtbach
Demnach
war
der
Anstieg
der
mittleren
Jahrestemperatur
an
der
Klimastation
im
Vorfeld
des
Vernagtferners
durchaus
dem
an
anderen
Stationen
im
ländlichen
Raum
von
Bayern
vergleichbar
und
lag
nur
geringfügig
über
dem
Flächenmittel
von
Bayern
oder
dem
der
gesamten
Bundesrepublik.
Signifikant
höher
war
er
dagegen
im
Zentrum
der
Großstadt
München,
etwas
geringer
an
der
exponierten
Wetterwarte
am
Gipfel
der
Zugspitze.
Dies
ist
ein
weiterer
Hinweis
darauf,
dass
der
beobachtete
Erwärmungstrend
überwiegend
eine
gemeinsame
überregionale Ursache haben muss.
Die
Trendanalyse
erstreckt
sich
zwar
nur
über
die
letzten
45
Jahre,
sie
umfasst
damit
aber
genau
den
Zeitraum,
in
welchem
der
maßgebliche
Anstieg
der
bodennahen
Lufttemperatur
überall
in
Mitteleuropa
in
ähnlicher
Weise
stattgefunden
hat.
Allgemein
ist
die
Erwärmung
über
den
heterogen
gegliederten
Landflächen
deutlich
stärker
ausgeprägt
als
über
den
homogenen
Meeresflächen,
weshalb
die
mittlere
Anomalie
auf
der
Nordhalbkugel
wegen
der
dort
gegenüber
der
Südhalbkugel
größeren
Landfläche
etwas
höher
ausfällt
als
der
im
vorigen
Abschnitt
erwähnte
globale
Mittelwert.
Die
Ursache
liegt
vor
allem
in
der
Speicherkapazität
des
Wassers
für
Wärme.
Dadurch
passen
sich
die
Temperatur
an
der
Oberfläche
und
damit
auch
die
der
darüber
liegenden
Luftschicht
sehr
viel
langsamer
an
die
Veränderungen
des
Energieangebots
aus
der
Atmosphäre
an
als
über
einer
Landoberfläche.
Die
dort
stattfindende
Absorption
der
Energie
und
die
daraus
resultierende
Aufheizung
des
Bodens
ist
eine
entscheidende
Ursache
für
den
Erwärmungstrend.
Dies
zeigt
insbesondere
der
überall
sehr
viel
höhere
Anstieg
in
den
Sommermonaten
Juli
bis
August.
Im
Sommer
zeigt
sich
der
Erwärmungstrend
über
Land
überall
am
ausgeprägtesten.
Im Vergleich zum globalen Trend und dem über den Ozeanden beträgt örtliche Anstieg leicht das drei- bis vierfache.
Diesen
Fakt
muss
man
sich
bezüglich
der
Folgen
auch
angesichts
des
Ziels
einer
Begrenzung
der
Globalen
Erwärmung
auf
1.5°K
oder
gar
2.0°K
gegenüber
der
vorindustriellen
Zeit
durch
wie
auch
immer
geartete
Maßbnahmen
stehts
vor
Augen
halten.
München
beispielsweise
könnte
bei
Erreichen
der
2°-Grenze
bezüglich
der
Sommertemperturen
mit
dem
heutigen
Neapel
konkurieren,
nur
dass
dieses
Klima
mangels
der
Nähe
zum
Mittelmeer
wesentlich
schwerer
zu
ertragen
wäre.
Wenn
es
doch
noch
Münchner
geben
sollte,
die
an
einer
solchen
Vorstellung
Gefallen
finden,
so
müssen
sie
sich
darüber
im
Klaren
sein,
dass
sie
weiter
in
einer
Stadt
leben
und
auch
arbeiten
müssen,
die
an
derartige
Bedingungen bislang nicht angepasst ist.
Aber
die
Stadt
München
als
Spitzenreiter
der
Tabelle
ist
auch
ein
gutes
Beispiel
dafür,
dass
Veränderungen
in
der
Landnutzung
den
örtlichen
Klimawandel
weiter
antreiben.
Die
Zunahme
an
Versiegelung
und
Verbauung
reduzieren
die
natürliche
Abkühlung
durch
Verdunstung
und
Frischluftzufuhr,
so
dass
der
resultierende
Wärmeinseleffekt
der
Metropole
immer
weiter
zunimmt.
Kritische
Stimmen
mögen
anmerken,
dass
dies
ja
nichts
mit
dem
anthropogenen
Klimawandel
auf
Grund
der
Emmission
von
Treibhausgasen
zu
tun
habe,
aber
selbstverständlich
gestaltet
auch
hier
der
Mensch
das
Klima
über
seine
Änderungen
der
Landnutzung,
und
das
schon
lange
bevor
er
zusätzlich
für
Produktion
und Mobilität immer mehr Energie durch Verbrennung von Kohle und Erdöl erzeugen musste.
Änderungen
der
Oberflächennutzung,
sei
sie
menschengemacht
oder
auch
durch
natürliche
Prozesse
(die
allerdings
ihrerseits
eine
Folge
des
Klimawandels
sein
können,
wie
etwa
Veränderungen
in
der
Vegetation
oder
das
Schmelzen
von
Schnee-
und
Gletscherflächen)
erfolgt,
verstärken
den
lokalen
Temperaturtrend
oder
mildern
ihn
in
komplexer
Weise
auch
in
seltenen
Fällen
ab.
Trends
an
ländlichen
Orten
weichen
daher
weniger
von
einander
ab
als
solche
im
städtischen
Umfeld
oder
auch
im
höheren
Bergland.
Die
Erwärmung
an
der
Klimastation
im
Vorfeld
des
Vernagtferners
kommt
im
Sommer
bereits
nahe
an
diejenige
einer
Großstadt
heran,
obwohl
die
Umgebung
seit
der
Errichtung
der
Pegelstation
von
menschlichen
Eingriffen
unberührt
blieb.
In
der
Tabelle
1
schiebt
sie
sich
im
Sommer
immerhin
auf
den
zweiten
Platz
vor.
Der
gleichzeitig
beobachtete
Rückgang
an
Schnee-
und
Eisflächen
in
der
Umgebung
der
Station
legen
einen
unmittelbaren
Zusammenhang
nahe.
Tatsächlich
wird
die
Lufttemperatur
an
der
Oberfläche
durch
eine
ganze
Kette
von
Prozessen
bestimmt,
bei
denen
signifikante
Änderungen
mit
der
Zeit
auch
zu
Trends
in
der
klimatologischen
Mitteltemperatur
führen.
Durch
ihre
Lage
am
Grund
eines
vom
Gletscher
geschaffenen
Tals
gelegen,
ist
die
bodennahe
Lufttemperatur
in
besonderem
Maße
durch
die
dort
herrschenden
Lokalwindverhältnisse
bestimmt.
Beim
Errichten
der
Station
war
man
noch
der
Meinung,
dass
die
Station
hauptsächlich
der
Kaltluftadvektion
durch
den
auf
den
kühlenden
Flächen
des
Vernagtferners
angeregten
Gletscherwinden
ausgesetzt
sei,
und
damit
repräsentativ
die
Verhältnisse
dort
wiederspiegeln
würde.
Neuere
Analysen
zeigen
jedoch,
dass
die
Windverhältnisse
an
der
Station
hauptsächlich
durch
den
sich
im
Vernagttal
zyklisch
einstellenden
Wechsel
des
Bergtalwinds
geprägt
werden.
Nachts
ist
es
der
vom
Gletscher
wehende
nördliche
Bergwind,
tagsüber
dagegen
der
Talwind,
der
warme
und
feuchte
Luft
aus
dem
Rofental
heranträgt.
Auch
der
Bergwind
ist
ein
warmer
Wind,
der
sich
beim
Absteigen
von
den
Gletscherflächen
adiabatisch
und
zusätzlich
über
dem
Gletschervorfeld
erwärmt
und
Wasserdampf
von
dort
mitbringt.
In
der
Summe
ist
die
Klimastation
Vernagtbach
speziell
im
Sommer
kontinuierlicher
Warmluftzufuhr
(Warmluftadvektion)
ausgesetzt,
so
dass
dort nicht kältere sondern höhere Temperaturen als einem vergleichbaren Ort in gleicher Höhe gemessen werden.
Eine
weiterer
Treiber
für
den
Erwärmungtrend
an
der
Klimastation
Vernagtbach
liegt
in
der
Lage
des
Vernagtferners
auf
der
Südseite
des
Alpenhauptkamms.
Man
muß
nicht
Meteorologe
oder
Klimatologe
sein,
um
zu
wissen,
dass
es
im
Süden
wärmer
ist.
Die
Region
um
den
Vernagtferner,
200
km
weiter
südlich
als
München
gelegen,
ist
stets
in
Reichweite
der
warmen
Luftmassen
südlich
der
Alpen
aus
dem
Mittelmeerraum.
Auf
derselben
Höhenlage
ist
es
im
Mittel
jenseits
der
Alpen
deutlich
wärmer
als
nördlich
davon.
Tatsächlich
ist
es
daher
an
der
Pegelstation
im
Jahresmittel
ca.
4°C
wärmer
als
auf
der
selben
Höhe
über
München.
Wegen
des
gewaltigen
Höhenunterschiedes
von
2100
m
bemerkt
man
diesen
Unterschied
bei
einem
Besuch
vor
Ort
nicht.
Er
fällt
jedoch
ins
Auge,
wenn
man
die
klimatologische
Temperaturänderung mit der Höhe in der Tabelle 2 unten betrachtet.
Tab 2) Mittlere Temperaturänderung mit der Höhe zwischen mehreren Stationen (s.a. Tab 1)
Klimatologisch
nimmt
die
Temperatur
in
der
freien
Atmosphäre
im
Mittel
um
-0.65°K
pro
100
Höhenmeter
ab.
Folglich
müsste
es
an
der
Pegelstation
(KSVB)
im
Jahresdurchschnitt
etwa
13.5°K
kälter
sein
als
am
nördlichen
Stadtrand
von
München
(Ga).
Tatsächlich
beträgt
der
Unterschied jedoch nur 9.7°K, was einer scheinbar fast 600 m tieferen Höhenlage der Station entsprechen würde.
Die
Zunahme
der
Temperatur
nach
Süden
wird
auch
anhand
der
mittleren
Raten
der
Temperaturabnahme
(auch
vielfach
als
vertikaler
Temperaturgradient
bezeichnet)
der
anderen
Station
aufgeführten
Stationen
in
Bayern
sichtbar.
Überall
ist
der
Gradient
zur
Klimastation
Vernagtbach
betragsmäßig
kleiner
als
der
klimatologische
Standardwert.
Bereits
an
dem
41
km
weiter
südlich
gelegenen
Observatorium
Hohenpeissenberg
ist
es
im
Jahresmittel
um
1.6°C
wärmer
als
in
München.
Am
Alpennordrand
(Zugspitze,
100
km)
beträgt
die
Differenz
bereits
2.6°C.
Vom
Hohenpeissenberg
zur
Klimastation
Vernagtbach
sind
es
weitere
2.1°C.
Ein
Teil
der
signifikanten
Erwärmung
könnte
somit mit der allmählichen Nordverlagerung des mediterranen Klimas über die Alpen verbunden sein.
Im
Sommer
(Mittel
der
Monate
Juni
bis
August)
dagegen
wirken
alle
Bergstationen
aus
der
Ferne
etwas
kühler.
In
dieser
Zeit
ist
die
klimatologische
Temperaturabnahme
mit
der
Höhe
insbesondere
in
trockenen
Jahren
sogar
etwas
höher
als
der
Wert
des
feuchtadiabatischen
Temperaturgradienten.
Besonders
deutlich
wird
dies
anhand
des
Gradienten
von
der
325
m
höher
gelegenen
Zugspitze
hinunter
zur
Klimastation
im
Sommer.
Hier
muss
sogar
eine
überadiabatische
Zunahme
(mehr
als
1°K
pro
100
m)
angenommen
werden,
um
die
Temperatur
auf
dem
Niveau
der
Pegelstation
zu
approximieren.
Bei
dieser
Betrachtung
gilt
es
allerdings
immer
auch
die
lokalen
Besonderheiten
zu
berücksichtigen.
Aus
der
Sicht
der
Station
innerhalb
der
relativ
warmen
Wärmeinsel
des
Stadtzentrums
München
wirkt
die
Station
am
Vernagtferner
etwas
kälter.
Eine
weitere
Ausnahme
stellt
das
Observatorium
am
Hohenpeissenberg
dar,
welches
dank
häufiger
Inversionen
und
Föhnlagen
besonders
gegenüber
Stationen
im
umgebenden
Flachland
ebenfalls
vergleichsweise
warm
erscheint
und
damit
auch
im
Sommer
gegenüber
der
Station
bei
München
eine
deutlich
kleinere
Abnahme
der
Temperatur
mit
der
Höhe
aufweist.
Dafür
entspricht
der
Gradient
zum
nahe
gelegenen
Gipfel
der
Zugspitze
fast
dem
feuchtadiabatischen
Temperaturgradient
in
der
freien
Atmosphäre.
Die
Messungen
an
der
Klimastation
Vernagtbach
repräsentieren
somit
die
dortigen
speziellen
Verhältnisse,
jedoch
nicht
unbedingt
die
Temperatur
nahe
der
Oberfläche
über
dem
Gletscher.
Genau
diese
ist
jedoch
ein
wichtiger
Indikator
für
die
Art
und
Effizienz
der
dort
stattfindenden
physikalischen
Prozesse
bei
der
Umwandlung
von
Eis
und
Schnee
in
Schmelzwasser
und
Wasserdampf.
Eine
wichtige
Besonderheit
ist
dabei,
dass
die
Oberflächentemperatur
der
Schnee-
oder
Eisflächen
den
Gefrierpunkt
unabhängig
von
der
absorbierten
Wärme
aus
der
Atmosphäre
niemals
überschreitet.
Das
hat
vor
allem
im
Sommer
drastische
Unterschiede
zwischen
den
Temperaturen
über
den
aperen
Felsen
und
den
Gletscherflächen
zur
Folge.
Die
Oberflächentemperatur
des
trockenen
Gesteins
kann
bei
starker
Einstrahlung
bis
zu
50°C
betragen.
Über
dem
Gletscher
ist
die
Lufttemperatur
in
ca.
2
m
Höhe
über
dem
Eis
in
den
Sommermonaten
um
bis
zu
2°C
niedriger
als
in
der
Umgebung,
wie
die
dort
seit
2017
installierte
Messstation
zeigt.
Welchen
Einfluss
diese
Abkühlung
auf
die
Messungen
an
der
Klimastation hat, gilt es noch näher zu untersuchen.
Wie
im
nachfolgenden
Abschnitt
noch
gezeigt
wird,
korrelieren
die
lokal
gemessenen
Temperaturänderungen
weniger
eng
mit
der
Gletschermasse
als
die
globalen
Anomalien.
Die
Ursache
dürfte
auch
im
zusätzlichen
Einfluss
der
Änderung
der
Eis-
und
Schneebedeckung
mit
der
Zeit
in
der
Umgebung
der
Station
liegen.
Messungen
direkt
auf
dem
Gletscher
waren
wegen
der
rauen
Umgebung
und
der
Witterung
nur
unter
großem
logistischem
Aufwand
für
kurze
Zeit
möglich.
Es
erforderte
über
40
Jahre,
bis
ein
Messsystem
entwickelt
und
in
Betrieb
genommen
werden
konnte,
welches
vergleichbar
genaue
meteorologische
Datensätze
kontinuierlich
wie
an
der
Pegelstation
liefert.
Dessen
Messreihe
ist
jedoch
noch
zu
kurz
zur
endgültigen
Beantwortung
der
Frage,
ob
der
Vernagtferner
so
stark
schmilzt,
weil
die
Temperatur
an
der
Pegelstation
so
stark
gestiegen
ist,
oder
ob
diese
so
stark
ansteigt,
weil
der
Vernagtferner
wegen
des
Globalen
Klimawandels
weiter
zurückschmilzt. Aber auf alle Fälle ist diese Messreihe etwas Besonderes, die in Zukunft dringend fortgeführt werden muss.