Vorlesung 5 & 6 - Kryossphäre
UNI ZH für PHZH
UNI ZH für PHZH
LZ 1: Kryosphäre: Sie kennen mindestens 5 verschiedene Komponenten der Kryosphäre, können die Hauptbedingungen für deren räumliche Verbreitung auf der Erde erklären und können deren relativen Volumen- und Flächenanteilen grob abschätzen.
- Schnee (1.3-30.6%)
- Gletscher, Eisschilde (ab gewisser Grösse) (Eisberge) 10%
- Meereis
- Flusseis, Seeeis (1.1%)
- Permafrost (gefrorener Boden) (9-12%)
--> Eis schwimmt, weil es eine geringere Dichte hat als Wasser.
50% der Landmasse ist Kryosphäre
7% der Ozeanfläche ist Kryosphäre
Sie speichern etwa 70% des Süsswassers der Erde (meist in Eisschilden).
LZ 2: Schnee: Sie kennen die typischen Eigenschaften von Schnee (Bedingungen für Auftreten, Dichte, Albedo, saisonal) und dessen Einfluss auf das Klimasystem.
Schnee = Fester Niederschlag; durch Gefrieren von unterkühltem Wasser an Kristallisations- keimen;
Firn= Schnee, der Haushaltsjahr überdauert hat (manchmal: Schnee, der durch Schmelze und Wiedergefrieren verändert wurde).
Beeinflussende Faktoren:
- Zeit
- Temperatur - gradient (unterschied)
- Kompression --> Gewicht oder/und Wind
Saisonale Schwankungen
Bedeckt 1%-31% von Landoberfläche (exkl. Gletscher/ Eisschilde)
meist Nordhalbkugel, nur 2% Südhalbkugel (Winter)
Dies liegt daran, dass diejenigen Landanteile auf der Südhalbkugel, auf denen es potenziell Schnee geben könnte, relativ klein sind.
LZ 3: Schnee: Sie können die prozentualen Änderungen in der saisonalen Ausbreitung von Schnee abschätzen und erläutern wie sich dieses Ausdehnung in den letzten Jahrzehnten im Zusammenhang mit der Temperaturerwärmung verändert hat.
Seit 1980 Abnahmetrend in der Schneebedeckung, vor allem im Sommer (Juni -11%/Jahrzehnt) --> Abnahme ist höher als im frühling (März-April, -2%/Jahrzehnt)
Seit 1920 durchschnittlich 2 Grad wärmer. --> bedeutet, Abnahme von Ausdehnung (4.5% Abnahme von asudehnung pro 1°C Erwärmung)
LZ 4:Permafrost: Sie kennen die Definition und Grundbegriffe von Permafrost (Auftauschicht, kontinuierlich, diskontinuierlich,...) und kennen mindestens drei Faktoren welche Verbreitung beeinflusst.
LZ 5: Permafrost: Sie können die räumliche Verbreitung und Dicke von Permafrost erläutern und dessen Zusammenhang mit der mittleren jährlichen Luft- und Bodentempe- ratur erklären.
Definition: Permafrost ist Litho/Pedosphärenmaterial, das für die Dauer von mindestens zwei aufeinanderfolgenden Jahren Temperaturen von 0°C oder tiefer aufweist.
- Bodenmaterial (keine Gletscher)
über Temperatur definiert
kann Eis enthalten (keine notwendige Bedingung)
Auftauschicht
An Oberfläche, taut saisonal auf
einige Dezimeter bis wenige Meter
Mean annual air temperature (MAAT) = Mittlere jährliche Luft-Temperatur:
- < -6 bis -8°C: kontinuierlicher Permafrost
- -1 bis -6°C: diskontinuierlicher Permafrost
- sporadischer Permafrost
Mittlere jährliche Permafrost- Temperatur (Tg) ist etwa 1-8°C wärmer als MAAT, weil Schnee als isolierende Decke fungiert.
Beeinflussende Faktoren für die Verbreitung:
- Schneedecke
- Isolierend (Winter)
- kühlend (Frühling)
- Boden / Untergrundmaterial
- Oberflächenbeschaffenheit (Vegetation (gibt Schatten), Schutt)
- Topographie (Strahlung (hangausrichtung), Höhe,...)
Permafrsot - Mächtigkeit - Berechnung
3 °C / 100m --> MAAT = -12°C --> 12/3 = 4 --> 400m Mächtigkeit
LZ 6: See- / Flusseis: Sie verstehen den Begriff des See- und Flusseises, kennen deren Bedeutung für den Menschen und wie sich die Dauer des saisonalen Auftretens in den letzten Jahrzehnten verändert hat.
Schwimmendes Eis das auf Flüssen und Seen entsteht
(Süss-Wasser: Höchste Dichte bei 4°C)
Saisonal
Bedeutung für den Menschen:
- Transportwege: blockiert für Schiffe / gibt „Eisstras- sen“, Brücken,...
- Aufstauen von Flusseis: Eisblockaden --> Überschwemmungen, Brücken
letzten Jahrzehnte:
Erwärmung:
-Späteres Gefrieren
= 5 Tage pro °C Erwärmung
2-3 Tage später pro Jahr- zehnt
-Früheres Auftauen
= 5 Tage pro °C Erwär- mung
2-3 Tage früher pro Jahr- zehnt
--> Trend: low confidence
LZ 7: Meereis: Sie können die Eigenschaften und Entstehung von Meereis erklären und dessen Einfluss auf den Energiehaushalt der Erde erläutern.
Meereis kein Gletschereis!
= gefrorenes Meerwasser (+Schnee, Gefrierpunkt: -1.8°C), gibt es in der Arktis und Antarktis, schwimmt auf dem Meer, ist einige Dezimeter bis Meter dick und schiedet Salz beim Gefrieren aus.
Packeis = saisonal, einige dm dick; mehrjähriges Packeis = fast ice (2-5m dick) Einfluss auf Energiebilanz:
Beeinflusst Energiebilanz
Albedo
Wärmeaustausch Ozean Meer--> Durch Eisschicht kann kaum Austausch zw. Hydrosphäre stattfinden --> wirkt isolierend
Tiefenwasserbildung/zirkulation (Absinken von kaltem salinen Meerwasser --> höhere Dichte)
LZ 8: Meereis: Sie verstehen den mittleren saisonalen Verlauf der Meereisausdehnung (maximal / minimal) und die Hauptdrift-Richtungen der Meereisbewegungen und können diese für die Arktis und Antarktis in einer Karte skizzieren.
Meereisausdehunung und Bewegung
Wieso bewegt sich das Meereis?
- Wind und Meeresströmung
Arktis: Meereisdynamik
.
Antarktis: Meereisdynamik
.
LZ 9: Meereis: Sie können den zeitlichen Verlauf der Meereisbedeckung über die letzten Jahrzehnte erklären und quantifizieren (prozentuale Änderung) und Unterschiede zwischen der Arktis und Antarktis erläutern und mögliche Auswirkungen des Meereis- schwundes auf die Umwelt an Beispielen aufzeigen.
Langfristige Trends:
Arktis: Langfristiger Trend: -3.8% / Jahrzehnt oder -0.5 Mio. km2 / Jahrzehnt
Antarktis: Langfristiger Trend: +1.5% / Jahrzehnt oder 0.15 Mio. km2 / Jahrzehnt
- Bodenschätze (Öl, Gas)
- Schaffahrtswege
Auswirkungen auf Umwelt:
Lebensraum für Tier und Mensch
Wirtschaftliche Bedeutung:
- Bodenschätze (Öl, Gas) - Schaffahrtswege
LZ 10: Sie kennen die räumliche Verbreitung von Gletschern auf der Welt und können die
Hauptfaktoren und Bedingungen welche diese beeinflussen erklären.
Definition: Ein Gletscher ist “eine Masse aus Schnee und Eis welche bei ausreichender Dicke sich als Folge
des eigenen Gewichtes zu deformieren beginnt und damit fliesst”
- Gletscherverbreitung
o Geografische Breite (je nördlicher, desto stabiler sind die Bedingungen und
kälter ist es)
o Höhe / Topographie (in Äquator Nähe sind die Gletscher am höchsten)
o Kontinentalität ( Niederschlag)
- Faktoren:
o Temperatur (Strahlung)
o Niederschlag
Je näher am Äquator, desto weiter oben liegt die Gleichgewichtslinie --> Temperatur ist entscheidend
für die Lage des Gletschers. (Abblation (Zehrgebiet) = Akkumulation (Nährgebiet))
LZ 11: Sie kennen mindestens fünf verschiedene Typen von Gletschern / Eismassen, deren
charakteristischen Eigenschaften und drei verschiedene Kriterien nach denen Gletscher
klassifiziert werden können.
LZ 12: Sie können die Funktionsweise eines Gletschers und die dazugehörigen Grundbegriffe
(Akkumulation, Ablation, Gleichgewichtslinie, Massenbilanz, Gletscherbewegung,
…) erklären und in einer einfachen Skizze wiedergeben.
Sie kennen die zwei Hauptprozesse des Gletscherfliessens und verstehen die Grundvoraussetzungen
für deren auftreten.
Akkumulation (Input) minus Ablation (Output) integriert über ganzen Gletscher (oder lokal) meist über ein Haushaltsjahr
- Positiv: Massengewinn – Vorstoss
- Negativ: Massenverlust – Rückzug
Gleichgewichtslinie GWL: Trennlinie Ablations- und Akkumulationsgebiet
--> Differenz zwischen Akkumulation und Ablation = Massenbilanz = Nettohaushalt des Gletschers
(sagt aus, ob es ein Wachstum oder ein Rückzug gibt)
Akkumulation: Die jährlich hinzukommende Schneemenge zu einem Gletscher
Ablation: gesamte jährliche Volumenabnahme eines Gletschers
--> gibt 4 verantwortliche Faktoren für Ablation:
Abschmelzen: wenn das Eis schmilzt, verliert Gletscher an Substanz.
Kalben: Gletscher schiebt sich ins Meer vor à Eismassen brechen ab und driften als Eisberge davon.
Sublimation: in kaltem Klima geht Eis der Gletscher direkt vom festen in gasförmigen Aggregatszustand über.
Winderosion: starke Winde können Eis erodieren, v.a. durch Abschmelzen und Sublimation.
Gletscherbewegung: entweder durch plastisches Fliessen oder durch Sohlgleitung.
- Plastisches Fliessen: Eis wird deformiert und gleitet in Form von Mikrobewegungen auf internen Gleitbahnen. = Basale Bewegung
- Sohlgleitung: Eis gleitet ausschliesslich an der Basis (vgl. Eisblock, der auf einer schiefen Ebene abrutscht). = interne Deformation
- Fliessgeschwindigkeit: 10- 100 Meter / Jahr / Eisströme bis mehrere km / Jahr
LZ 13: Sie können mindestens 3 Beispiele angeben weshalb Gletscheruntersuchungen für den Menschen von Bedeutung sein können.
- Geländeformen
o Ausdehnung in Vergangenheit: Moränen
o Dazugehöriges Klima
- Eisbohrkerne
o Temperatur (Spurenelemente, CO2)
o Eisschilde (100‘000 Jahre)
o Hochgebirgs-Eiskappen (1'000 Jahre)
- Eventuelle Naturgefahren
o Bergsturz / Erdrutsch / Eislawine
o Flutwelle
o Überschwemmungen
- Klimaindikator
o Indirektes Klimasignal
o Gletscher haben langsame Anpassungsfähigkeit à auf den Trend muss geachtet
werden (da kleine Schwankungen immer vorkommen)
LZ 14: Sie kennen die charakteristischen Eigenschaften und Grössenordnungen von Eisschilden
(Grönländisches, Antarktische) und können deren Hauptunterschiede bezüglich
der Prozesse der Ablation und Akkumulation gegenüber Gebirgsgletschern
erläutern.
Eisschilde machen 95% der Gletscher-Fläche und 99% des Eis-Volumens der Erde aus.
Unterschied zu Gebirgsgletschern:
- Ozeanschmelze / Küstenschmelze stark --> dadurch Meeresspiegelanstieg
- Ablation nicht nur Schmelze (wie bei Gebirgsgletschern) à Ozeanschmelze und Kalbung machen wichtige Bestandteile aus
- Besitzen Schelfeis / Eisströme à fliessen zum Teil viel schneller als Gebirgsgletscher
- Eher plastisches Fliessen als Sohlgleiten à kaltes, gefrorenes Eis!
LZ 15: Sie können anhand von 3 Beispielen beschreiben in welcher Weise sich in den letzten zwei Jahrzehnten das Grönländische oder Antarktische Eisschildes verändert hat.
LZ 16: Sie kennen die Trends der Veränderung der Gletscher und Eisschilde auf der Erde über die letzten 2 Jahrzehnte und können deren ungefähren Beitrag zum Meeresspiegelanstieg abschätzen.
IPOC- Schlussfolgerung:
1. Über die letzten zwei Jahrzehnte haben das grönländische und das antarktische Eisfeld
massiv an Masse verloren. Gletscher haben begonnen zu schrumpfen über den
ganzen Globus verteilt. Der Frühjahrsschnee des arktischen Meereises, sowie der
nördlichen Hemisphäre ist enorm zurückgegangen.
2. Die Wahrscheinlichkeit ist gross, dass das arktische Meereis weiterhin schrumpfen
wird. Der Frühjahrsschnee in der nördlichen Hemisphäre wird während des 21. Jahrhundert
ganz verschwinden. Gletscher werden global verschwinden.
Trends von Gletschern:
Klima ist in den letzten 150 Jahren um etwa 1°C angestiegen. D.h. durch die Klimaerwärmung
nehmen Gletscher generell an Masse ab. Grosse und lange Gletscher verlieren gewöhnlich
absolut mehr an Länge als Kleine.
Nebentrend: Durch schwankendes Klima gibt es zum Teil kleinere Gletschervorstösse,
v.a. kleine und längere Gletscher reagieren stark auf Temperaturschwankungen.
Trends von Eisschildern:
Eisschilden ziehen sich immer mehr zurück. Grosse Teile des Schelfeises brechen fortlaufend
ab. An den Land-Regionen der Eisschilder wird es tendenziell wärmer, dadurch das
niedrigere Albedo mehr Wärme aufgenommen werden kann à verstärkte Schmelzung!
Beitrag Meeresspiegel:
Meeresspiegel steigt tendenziell, Flächen an Eis, auf dem ganzen Globus, nimmt ab. Gletscher
und Eisschilde tragen zum Anstieg des Meeresspiegels bei.
LZ 17: Sie kennen die typischen Zeitskalen der verschiedenen Komponenten / Prozesse der Kryosphäre und können damit erläutern warum Gletscher sich gut als Klimaindikatoren eignen.
Massenbilanz der Gletscher lässt sich in einem Jahr bestimmt und somit das Klima auf ein Jahr definieren --> mehrere aufeinanderfolgende Jahre geben die Schwankungen des Klimas wieder. Viele Schnee auf den Gletschern gibt Auskunft darüber, wie viel Schnee in einem Jahr gefallen ist und wie viel über Sommer geblieben ist (Firn- Schnee).
Geländeformen: Ausdehnungen in der Vergangenheit (Moräne)
Eisbohrkerne: Temperatur gibt Aufschluss über Akkumulation und Ablation, atmosphärische Bedingungen und Spurenelemente.
Zungenlänge: Ablation / Akkumulation, allg. Klimawandel (wird wärmer / kälter --> Vorstoss oder Rückzug der Gletscher)
Achtung: Kleine Schwankungen sind für Gletscher normal und müssen nicht dem Klimawandel
zugeschrieben werden.
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Flashcards
LZ 1: Kryosphäre: Sie kennen mindestens 5 verschiedene Komponenten der Kryosphäre, können die Hauptbedingungen für deren räumliche Verbreitung auf der Erde erklären und können deren relativen Volumen- und Flächenanteilen grob abschätzen.
- Schnee (1.3-30.6%)
- Gletscher, Eisschilde (ab gewisser Grösse) (Eisberge) 10%
- Meereis
- Flusseis, Seeeis (1.1%)
- Permafrost (gefrorener Boden) (9-12%)
--> Eis schwimmt, weil es eine geringere Dichte hat als Wasser.
50% der Landmasse ist Kryosphäre
7% der Ozeanfläche ist Kryosphäre
Sie speichern etwa 70% des Süsswassers der Erde (meist in Eisschilden).
LZ 2: Schnee: Sie kennen die typischen Eigenschaften von Schnee (Bedingungen für Auftreten, Dichte, Albedo, saisonal) und dessen Einfluss auf das Klimasystem.
Schnee = Fester Niederschlag; durch Gefrieren von unterkühltem Wasser an Kristallisations- keimen;
Firn= Schnee, der Haushaltsjahr überdauert hat (manchmal: Schnee, der durch Schmelze und Wiedergefrieren verändert wurde).
Beeinflussende Faktoren:
- Zeit
- Temperatur - gradient (unterschied)
- Kompression --> Gewicht oder/und Wind
Saisonale Schwankungen
Bedeckt 1%-31% von Landoberfläche (exkl. Gletscher/ Eisschilde)
meist Nordhalbkugel, nur 2% Südhalbkugel (Winter)
Dies liegt daran, dass diejenigen Landanteile auf der Südhalbkugel, auf denen es potenziell Schnee geben könnte, relativ klein sind.
LZ 3: Schnee: Sie können die prozentualen Änderungen in der saisonalen Ausbreitung von Schnee abschätzen und erläutern wie sich dieses Ausdehnung in den letzten Jahrzehnten im Zusammenhang mit der Temperaturerwärmung verändert hat.
Seit 1980 Abnahmetrend in der Schneebedeckung, vor allem im Sommer (Juni -11%/Jahrzehnt) --> Abnahme ist höher als im frühling (März-April, -2%/Jahrzehnt)
Seit 1920 durchschnittlich 2 Grad wärmer. --> bedeutet, Abnahme von Ausdehnung (4.5% Abnahme von asudehnung pro 1°C Erwärmung)
LZ 4:Permafrost: Sie kennen die Definition und Grundbegriffe von Permafrost (Auftauschicht, kontinuierlich, diskontinuierlich,...) und kennen mindestens drei Faktoren welche Verbreitung beeinflusst.
LZ 5: Permafrost: Sie können die räumliche Verbreitung und Dicke von Permafrost erläutern und dessen Zusammenhang mit der mittleren jährlichen Luft- und Bodentempe- ratur erklären.
Definition: Permafrost ist Litho/Pedosphärenmaterial, das für die Dauer von mindestens zwei aufeinanderfolgenden Jahren Temperaturen von 0°C oder tiefer aufweist.
- Bodenmaterial (keine Gletscher)
über Temperatur definiert
kann Eis enthalten (keine notwendige Bedingung)
Auftauschicht
An Oberfläche, taut saisonal auf
einige Dezimeter bis wenige Meter
Mean annual air temperature (MAAT) = Mittlere jährliche Luft-Temperatur:
- < -6 bis -8°C: kontinuierlicher Permafrost
- -1 bis -6°C: diskontinuierlicher Permafrost
- sporadischer Permafrost
Mittlere jährliche Permafrost- Temperatur (Tg) ist etwa 1-8°C wärmer als MAAT, weil Schnee als isolierende Decke fungiert.
Beeinflussende Faktoren für die Verbreitung:
- Schneedecke
- Isolierend (Winter)
- kühlend (Frühling)
- Boden / Untergrundmaterial
- Oberflächenbeschaffenheit (Vegetation (gibt Schatten), Schutt)
- Topographie (Strahlung (hangausrichtung), Höhe,...)
Permafrsot - Mächtigkeit - Berechnung
3 °C / 100m --> MAAT = -12°C --> 12/3 = 4 --> 400m Mächtigkeit
LZ 6: See- / Flusseis: Sie verstehen den Begriff des See- und Flusseises, kennen deren Bedeutung für den Menschen und wie sich die Dauer des saisonalen Auftretens in den letzten Jahrzehnten verändert hat.
Schwimmendes Eis das auf Flüssen und Seen entsteht
(Süss-Wasser: Höchste Dichte bei 4°C)
Saisonal
Bedeutung für den Menschen:
- Transportwege: blockiert für Schiffe / gibt „Eisstras- sen“, Brücken,...
- Aufstauen von Flusseis: Eisblockaden --> Überschwemmungen, Brücken
letzten Jahrzehnte:
Erwärmung:
-Späteres Gefrieren
= 5 Tage pro °C Erwärmung
2-3 Tage später pro Jahr- zehnt
-Früheres Auftauen
= 5 Tage pro °C Erwär- mung
2-3 Tage früher pro Jahr- zehnt
--> Trend: low confidence
LZ 7: Meereis: Sie können die Eigenschaften und Entstehung von Meereis erklären und dessen Einfluss auf den Energiehaushalt der Erde erläutern.
Meereis kein Gletschereis!
= gefrorenes Meerwasser (+Schnee, Gefrierpunkt: -1.8°C), gibt es in der Arktis und Antarktis, schwimmt auf dem Meer, ist einige Dezimeter bis Meter dick und schiedet Salz beim Gefrieren aus.
Packeis = saisonal, einige dm dick; mehrjähriges Packeis = fast ice (2-5m dick) Einfluss auf Energiebilanz:
Beeinflusst Energiebilanz
Albedo
Wärmeaustausch Ozean Meer--> Durch Eisschicht kann kaum Austausch zw. Hydrosphäre stattfinden --> wirkt isolierend
Tiefenwasserbildung/zirkulation (Absinken von kaltem salinen Meerwasser --> höhere Dichte)
LZ 8: Meereis: Sie verstehen den mittleren saisonalen Verlauf der Meereisausdehnung (maximal / minimal) und die Hauptdrift-Richtungen der Meereisbewegungen und können diese für die Arktis und Antarktis in einer Karte skizzieren.
Meereisausdehunung und Bewegung
Wieso bewegt sich das Meereis?
- Wind und Meeresströmung
Arktis: Meereisdynamik
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Antarktis: Meereisdynamik
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LZ 9: Meereis: Sie können den zeitlichen Verlauf der Meereisbedeckung über die letzten Jahrzehnte erklären und quantifizieren (prozentuale Änderung) und Unterschiede zwischen der Arktis und Antarktis erläutern und mögliche Auswirkungen des Meereis- schwundes auf die Umwelt an Beispielen aufzeigen.
Langfristige Trends:
Arktis: Langfristiger Trend: -3.8% / Jahrzehnt oder -0.5 Mio. km2 / Jahrzehnt
Antarktis: Langfristiger Trend: +1.5% / Jahrzehnt oder 0.15 Mio. km2 / Jahrzehnt
- Bodenschätze (Öl, Gas)
- Schaffahrtswege
Auswirkungen auf Umwelt:
Lebensraum für Tier und Mensch
Wirtschaftliche Bedeutung:
- Bodenschätze (Öl, Gas) - Schaffahrtswege
LZ 10: Sie kennen die räumliche Verbreitung von Gletschern auf der Welt und können die
Hauptfaktoren und Bedingungen welche diese beeinflussen erklären.
Definition: Ein Gletscher ist “eine Masse aus Schnee und Eis welche bei ausreichender Dicke sich als Folge
des eigenen Gewichtes zu deformieren beginnt und damit fliesst”
- Gletscherverbreitung
o Geografische Breite (je nördlicher, desto stabiler sind die Bedingungen und
kälter ist es)
o Höhe / Topographie (in Äquator Nähe sind die Gletscher am höchsten)
o Kontinentalität ( Niederschlag)
- Faktoren:
o Temperatur (Strahlung)
o Niederschlag
Je näher am Äquator, desto weiter oben liegt die Gleichgewichtslinie --> Temperatur ist entscheidend
für die Lage des Gletschers. (Abblation (Zehrgebiet) = Akkumulation (Nährgebiet))
LZ 11: Sie kennen mindestens fünf verschiedene Typen von Gletschern / Eismassen, deren
charakteristischen Eigenschaften und drei verschiedene Kriterien nach denen Gletscher
klassifiziert werden können.
LZ 12: Sie können die Funktionsweise eines Gletschers und die dazugehörigen Grundbegriffe
(Akkumulation, Ablation, Gleichgewichtslinie, Massenbilanz, Gletscherbewegung,
…) erklären und in einer einfachen Skizze wiedergeben.
Sie kennen die zwei Hauptprozesse des Gletscherfliessens und verstehen die Grundvoraussetzungen
für deren auftreten.
Akkumulation (Input) minus Ablation (Output) integriert über ganzen Gletscher (oder lokal) meist über ein Haushaltsjahr
- Positiv: Massengewinn – Vorstoss
- Negativ: Massenverlust – Rückzug
Gleichgewichtslinie GWL: Trennlinie Ablations- und Akkumulationsgebiet
--> Differenz zwischen Akkumulation und Ablation = Massenbilanz = Nettohaushalt des Gletschers
(sagt aus, ob es ein Wachstum oder ein Rückzug gibt)
Akkumulation: Die jährlich hinzukommende Schneemenge zu einem Gletscher
Ablation: gesamte jährliche Volumenabnahme eines Gletschers
--> gibt 4 verantwortliche Faktoren für Ablation:
Abschmelzen: wenn das Eis schmilzt, verliert Gletscher an Substanz.
Kalben: Gletscher schiebt sich ins Meer vor à Eismassen brechen ab und driften als Eisberge davon.
Sublimation: in kaltem Klima geht Eis der Gletscher direkt vom festen in gasförmigen Aggregatszustand über.
Winderosion: starke Winde können Eis erodieren, v.a. durch Abschmelzen und Sublimation.
Gletscherbewegung: entweder durch plastisches Fliessen oder durch Sohlgleitung.
- Plastisches Fliessen: Eis wird deformiert und gleitet in Form von Mikrobewegungen auf internen Gleitbahnen. = Basale Bewegung
- Sohlgleitung: Eis gleitet ausschliesslich an der Basis (vgl. Eisblock, der auf einer schiefen Ebene abrutscht). = interne Deformation
- Fliessgeschwindigkeit: 10- 100 Meter / Jahr / Eisströme bis mehrere km / Jahr
LZ 13: Sie können mindestens 3 Beispiele angeben weshalb Gletscheruntersuchungen für den Menschen von Bedeutung sein können.
- Geländeformen
o Ausdehnung in Vergangenheit: Moränen
o Dazugehöriges Klima
- Eisbohrkerne
o Temperatur (Spurenelemente, CO2)
o Eisschilde (100‘000 Jahre)
o Hochgebirgs-Eiskappen (1'000 Jahre)
- Eventuelle Naturgefahren
o Bergsturz / Erdrutsch / Eislawine
o Flutwelle
o Überschwemmungen
- Klimaindikator
o Indirektes Klimasignal
o Gletscher haben langsame Anpassungsfähigkeit à auf den Trend muss geachtet
werden (da kleine Schwankungen immer vorkommen)
LZ 14: Sie kennen die charakteristischen Eigenschaften und Grössenordnungen von Eisschilden
(Grönländisches, Antarktische) und können deren Hauptunterschiede bezüglich
der Prozesse der Ablation und Akkumulation gegenüber Gebirgsgletschern
erläutern.
Eisschilde machen 95% der Gletscher-Fläche und 99% des Eis-Volumens der Erde aus.
Unterschied zu Gebirgsgletschern:
- Ozeanschmelze / Küstenschmelze stark --> dadurch Meeresspiegelanstieg
- Ablation nicht nur Schmelze (wie bei Gebirgsgletschern) à Ozeanschmelze und Kalbung machen wichtige Bestandteile aus
- Besitzen Schelfeis / Eisströme à fliessen zum Teil viel schneller als Gebirgsgletscher
- Eher plastisches Fliessen als Sohlgleiten à kaltes, gefrorenes Eis!
LZ 15: Sie können anhand von 3 Beispielen beschreiben in welcher Weise sich in den letzten zwei Jahrzehnten das Grönländische oder Antarktische Eisschildes verändert hat.
LZ 16: Sie kennen die Trends der Veränderung der Gletscher und Eisschilde auf der Erde über die letzten 2 Jahrzehnte und können deren ungefähren Beitrag zum Meeresspiegelanstieg abschätzen.
IPOC- Schlussfolgerung:
1. Über die letzten zwei Jahrzehnte haben das grönländische und das antarktische Eisfeld
massiv an Masse verloren. Gletscher haben begonnen zu schrumpfen über den
ganzen Globus verteilt. Der Frühjahrsschnee des arktischen Meereises, sowie der
nördlichen Hemisphäre ist enorm zurückgegangen.
2. Die Wahrscheinlichkeit ist gross, dass das arktische Meereis weiterhin schrumpfen
wird. Der Frühjahrsschnee in der nördlichen Hemisphäre wird während des 21. Jahrhundert
ganz verschwinden. Gletscher werden global verschwinden.
Trends von Gletschern:
Klima ist in den letzten 150 Jahren um etwa 1°C angestiegen. D.h. durch die Klimaerwärmung
nehmen Gletscher generell an Masse ab. Grosse und lange Gletscher verlieren gewöhnlich
absolut mehr an Länge als Kleine.
Nebentrend: Durch schwankendes Klima gibt es zum Teil kleinere Gletschervorstösse,
v.a. kleine und längere Gletscher reagieren stark auf Temperaturschwankungen.
Trends von Eisschildern:
Eisschilden ziehen sich immer mehr zurück. Grosse Teile des Schelfeises brechen fortlaufend
ab. An den Land-Regionen der Eisschilder wird es tendenziell wärmer, dadurch das
niedrigere Albedo mehr Wärme aufgenommen werden kann à verstärkte Schmelzung!
Beitrag Meeresspiegel:
Meeresspiegel steigt tendenziell, Flächen an Eis, auf dem ganzen Globus, nimmt ab. Gletscher
und Eisschilde tragen zum Anstieg des Meeresspiegels bei.
LZ 17: Sie kennen die typischen Zeitskalen der verschiedenen Komponenten / Prozesse der Kryosphäre und können damit erläutern warum Gletscher sich gut als Klimaindikatoren eignen.
Massenbilanz der Gletscher lässt sich in einem Jahr bestimmt und somit das Klima auf ein Jahr definieren --> mehrere aufeinanderfolgende Jahre geben die Schwankungen des Klimas wieder. Viele Schnee auf den Gletschern gibt Auskunft darüber, wie viel Schnee in einem Jahr gefallen ist und wie viel über Sommer geblieben ist (Firn- Schnee).
Geländeformen: Ausdehnungen in der Vergangenheit (Moräne)
Eisbohrkerne: Temperatur gibt Aufschluss über Akkumulation und Ablation, atmosphärische Bedingungen und Spurenelemente.
Zungenlänge: Ablation / Akkumulation, allg. Klimawandel (wird wärmer / kälter --> Vorstoss oder Rückzug der Gletscher)
Achtung: Kleine Schwankungen sind für Gletscher normal und müssen nicht dem Klimawandel
zugeschrieben werden.
