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Massenhaushalt des Hallstätter Gletschers seit der Kleinen Eiszeit


 

Um 1856 erreichte der Hallstätter Gletscher seinen letzten Hochstand. Er besaß zu diesem Zeitpunkt eine Fläche von 5,27 km². In den vergangenen 150 Jahren verlor er 42,3% dieser Fläche und ging auf 37% seines damaligen Volumens zurück. Dieser Rückgang des Hallstätter Gletschers vollzog sich aber nicht gleichmäßig und war auch von kurzen Vorstossperioden unterbrochen. Kay Helfricht präsentiert in seiner Diplomarbeit das Schwinden des Hallstätter Gletschers in Zahlen und setzt es mit Veränderungen des Klimas in Verbindung.

 

Download: Diplomarbeit Kay Helfricht

 

 

 

Massenbilanzen 2007 -2015


Gletschermassenbilanzen werden für einen fixen Zeitraum erstellt. Dies ist das hydrologische Jahr vom 1. Oktober bis zum 30. September des darauffolgenden Jahres. Bilanzieren bedeutet zu schauen, was sich in diesem Zeitraum gegenüber dem Ausgangszustand geändert hat. Im Bezug auf den Gletscher gilt es also festzustellen, ob dieser an Masse hinzugewinnt oder verliert. Dabei wird das "Plus" der Akkumulation mit dem "Minus" der Ablation bilanziert. Um Schnee und Eis vergleichen zu können, wird zunächst über die Dichten (Schnee: 100-600kgm-³, Eis: 900kgm-³) in Millimeter Wasseräquivalent (mm w.e) umgerechnet. Anschließend wird die Gesamtjahresbilanz und die mittlere spezifische Bilanz erstellt. Letztere mittelt den Verlust über die Gletscherfläche und läßt somit einen besseren Vergleich mit anderen Gletschern zu.

 

Im Haushaltsjahr 2006/2007 verlor der Hallstätter Gletscher 1181,7 Millionen Liter Wasser (Tabelle 1.). Dies entspricht einer mittleren spezifischen Bilanz von -376 mm w.e.. Das heißt, das gemittelt über seine gesamte Fläche der Hallstätter Gletscher ca. 40 cm an Eisdicke verloren hat. Es ist somit an den Zungen mehr geschmolzen als durch Schnee auf dem oberen Plateau angelagert wurde.

Dies spiegelt auch das Flächenverhältniss zwischen Akkumulations- und Gesamtfläche (Accumulation Area Ratio - AAR) wieder. Eine gute Vorraussetzung für einen Gletscher im Gleichgewicht wäre ein AAR von 2:3 oder 0,66. Im Haushaltsjahr 2006/2007 allerdings betrug dieses Verhältnis 0,476.

Ein weitere wichtiger Parameter um den Zustand und die Entwicklung eines Gletschers zu erkennen ist die mittlere Höhe der Gleichgewichtslinie (Equilibrium Line Altitude - ELA). entsprechend der Höhenstufe deren Bilanz null ist. Die ELA des Haushaltsjahres 2006/2007 lag auf 2580 Metern. Detaillierter Bericht zum Jahr 2006/07.

 

Das Haushaltsjahr 2007/2008 zeigte eine negativere Bilanz. Mit einem Verlust von 2128,1 Millionen Liter Wasser betrug die mittlere spezifische Bilanz -700 mm w.e.. Dies entspricht einem mittleren Eisdickenverlust von rund 78 cm. Die ELA lag mit 2592 m geringfügig höher als im Vorjahr. Das Flächenverhältniss von Akkumulations- zu Gesamtfläche war mit 0,49 annähernd gleich gegenüber 2007. Detaillierter Bericht zum Jahr 2007/08.

 

Im Massenhaushaltsjahr 2008/2009 wurde eine spezifische Bilanz von -924 mm w.e. negativste Massenbilanz festgestellt, was einem mittleren Eisdickenverlust von rund einem Meter entspricht. Der Hallstätter Gletscher verlor somit 2786,8 Millionen Liter Wasser.  Die negative Bilanz spiegelt sich auch in dem geringen Flächenverhältniss von Akkumulations- zu Gesamtfläche von 0,34 sowie in der höher gelegenen ELA um 2616 m wieder. Detaillierter Bericht zum Jahr 2008/09.

 

Das hydrologische Jahr 2009/2010 brachte mit -700 mm Wasseräquivalent die gleiche spezifische Bilanz wie 2007/2008 hervor, zeichnete sich aber durch einen vollkommen anderen Jahresverlauf aus. Nach sehr geringer Winterakkumulation verhinderten Schneefälle im Sommer und die frühe Abdeckung des gesamten Gletschers mit einer Schneeschicht bereits im September eine stärker negative Massenbilanz. Die ELA lag bei 2588 m geringfügig niedriger als in den Vorjahren. Das Verhältnis zwischen Akkumulations- und Ablationsgebiet wies mit 0,48 eine annähernd gleichmäßige Aufteilung auf. Detaillierter Bericht zum Jahr 2009/10.

 

Das Massenhaushaltsjahr 2010/11 war mit einer spezifischen Bilanz von -2011 mm Wasseräquivalent das negativste der bisherigen Messreihe. Ursächlich waren überdurchschnittliche Temperaturen im Sommer und geringe Niederschlagsmengen im Winter. Niederschläge im Mai fielen als Regen und wirkten sich somit negativ auf die Bilanz aus. Die stark negative Bilanz spiegelt sich auch im Verhältnis von Akkumulations- und Ablationsgebiet (0,05) und der Höhe der ELA wieder (2822 m). Details zum Jahr 2010/11 find sich hier.

 

Der Massenhaushalt im Jahr 2011/12 wurde von den großen Schneemengen im Winter und der starken Abschmelzung im Sommer geprägt. Gemittelt über die gesamte Gletscherfläche betrug der Höhenverlust 123 cm, was einem Gesamtverlust von ca. 3,7 Millionen Kubikmeter Wasser entspricht. Das Verhältnis zwischen Akkumulations- und Ablationsgebiet lag bei 0,32, die ELA auf 2664 m. Detaillierter Bericht zum Jahr 2011/12.

 

Das Haushaltsjahr 2012/13 war mit einem Höhenverlust von 35 cm Wasseräquivalent das Jahr mit den geringesten Verlusten seit
Messbeginn, wobei die ergiebigen Schneefälle im Mai und Juni für die Bilanz ausschlaggebend waren. Das Verhältnis zwischen Akkumulations- und Ablationsgebiet lag bei 0,46, die ELA auf 2584 m. Detaillierter Bericht zum Jahr 2012/13

Das Haushaltsjahr 2013/14 wurde maßgeblich durch den regnerischen, kühlen Sommer geprägt. Mit einem mittleren Verlust von 27 cm Wasseräquivalent viel die Bilanz noch einam etwas weniger negativ aus als im Vorjahr. Die ELA lag auf 2551 m.

Das Massenbilanzjahr 2014/15 war das negativste der bisherigen Messreihe. Mit einem mittleren Höhenverlust von 205 cm  Wasseräquvalent wurden etwas höhere Werte erzielt als im ebenfalls sehr negativen Jahr 2011/12. Zurückzuführen ist die stark negative Bilanz vor allem auf die sehr warmen Monate Juni, Juli und August. Die ELA lag erstmals über Gipfelniveau.

 

 

In Abbildung 1. sind die Flächenverteilung sowie die Bilanz der einzelnen Höhenstufen für die gemessene Massenbilanzjahre dargestellt. Man sieht, das der Hallstätter Gletscher im Bereich der größten Fläche in der Höhe von 2625 m bereits positiv bilanziert, mit Ausnahme der sehr negativen Jahre 2010/11 und 2014/15. Während sich die Ablation im mittleren Bereich des Gletschers über die Jahre ähnelt, fällt die Akkumulation in den oberen Höhenstufen des Gletschers deutlich unterschiedlich aus. Die Ablation zeigt im Höhenbereich der drei Gletscherzungen ebenfalls jährliche Abweichungen. Dies ist in Abbildung 2. ersichtlich. Hier ist die mittlere spezifische Bilanz der 50m-Höhenstufen dargestellt. Die Gleichgewichtslinie, sprich die Höhe, in der die Bilanz ausgeglichen ist, verläuft um 2600 Meter.

 

ds_mb_07_b_400

 

ds_mb_08_b_400

 

2011/12

2012/13

2013/14

2014/15

Abbildung 1. Höhenverteilung der Gletscherfläche und der Massenbilanz in 50-Meter-Höhenstufen

 

 


 

Abbildung 2. Höhenverteilung der mittleren spezifischen Bilanz der hydrologischen Jahre am Hallstätter Gletscher

 

 

 

2006/2007 2007/2008 2008/2009 2009/2010 2010/2011 2011/2012 2012/2013 2013/14 2014/15
Akkumulationsfläche (Sc)
1,496 1,490
1,029 1,456 0,958 0,958 1,392 1,604 0,049 km²
Akkumulation (Bc)
1682
596 587 802 17,2 294,8 1188,3 691,3 6,1 10³m³
mittlere spezifische Akkumulation (bc)
1125 400
570 551 125 308 854 431 125 mm
Ablationsfläche (Sa)
1,645 1,551
1,986 1,56 2,879 2,058 1,624 1,231 2,785 km²
Ablation (Ba)
-2865 -2724
-3374 2913 -6083,7 -3999,6 -2246,3 -1467,1 -5828,6 10³m³
mittlere spezifische Ablation (ba)
-1741 -1756
-1699 -1867 -2113 -1944 -1383 -1192 -2093 mm
Gletscherfläche (S)
3,141 3,041
3,014 3,016 3,016 3,016 3,016 2,825 2,825 km²
Bilanz (B)
-1182 -2128
-2787 -2111 -6067 -3705 -1058 -776 -5822 10³m³
mittlere spezifische Bilanz (b)
-376 -700
-924 -700 -2011 -1128 -351 -274 -2054 mm
Verhältnis Akkumulations- zu Gesamtfläche (AAR)
0,476 0,49
0,34 0,483 0,046 0,318 0,461 0,566 0,017
Höhe Gleichgewichtslinie (ELA)
2583 2592
2616 2588 2822 2664 2584 2551 / m

 

Tabelle 1. Kennzahlen der Massenbilanz des Hallstätter Gletschers der hydrologischen Jahre 2006/2007,  2007/2008 und 2008/2009

 

 

Aus den Kennzahlen der Massenbilanz in Tabelle 1. ist erkenntlich, das die am relativ gering negative Bilanz 2006/2007 vor allem aufgrund der höheren Akkumulation hervorgerufen wurde. Die Differenz zwischen den Haushaltsjahren 2007/2008 und 2008/2009 wird durch die unterschiedliche Ausdehnung der Ablationsfläche und den damit verbundenen AAR begründet. Die Gesamtablation (Ba) 2008/2009 ist gegenüber den vorangegangenen Jahren erhöht und ruft die negativste der drei gemessenen Bilanzen hervor.

 

Die Massenbilanzen der einzelnen Jahre sind eine Folge der in diesem Zeitraum herrschenden Witterung. Hauptsächlich werden sie von der Menge des Winterschnees, den Sommertemperaturen und der Menge und Anzahl von Niederschlägen als Schnee während der Ablationsperiode bestimmt.

 

Nach einer durchschnittlichen Akkumulation im Winter 2006/2007 wurden bereits Ende Mai 2007 Teile des Hallstätter Gletschers eisfrei. Daraufhin zog sich die Ablationsperiode bis Ende August. Ab Mitte August kam es jedoch immer wieder zu Niederschlägen, welche auf dem Gletscher als Schnee fielen und die Eisablation unterbanden. Diese verstärkten sich im September 2007 mit einem Monatsniederschlag von über 500 mm am Gletscher, welcher das Haushaltsjahr 2006/2007 positiv beeinflußte.

 

Der Winter 2007/2008 brachte eine höhere Schneeakkumulation gegenüber dem vorigen Jahr, wodurch das Eis der Gletscherzungen erst im Juni ausaperte (Vergleich Webcam). Die Ablationssaison dauerte darauf recht lange bis Mitte September an. Damit war die Länge der Ablationsperiode 2008 annähernd gleichlang wie 2007. Bis Ende September 2008 bildete sich allerdings nur eine dünne Neuschneeauflage auf dem Gletscher, so dass nach Abzug der bereits im September 2007 vorhandenen Schneedecke eine geringere Bilanz gegenüber dem Vorjahr die Folge war.

 

Im Winter 2008/2009 wurde eine durchschnittliche Schneedecke akkumuliert. Bereits im Frühsommer fielen große Niederschlagsmengen bei erhöhten Temperaturen jedoch als Regen auf dem Gletscher und beschleunigten nach ersten Ausaperungen Anfang Juni die Schneeablation. Auch im Sommer gab es keine nennenswerten, festen Niederschläge. Die bis über das Ende des Haushaltsjahres andauernde Schmelzperiode ließ vor Allem an windexponierten Stellen im oberen Teil des Gletschers Eisflächen ausapern, welche die vergangenen Jahre über den Sommer schneebedeckt blieben. Die am Ende des hydrologischen Jahres ausgeaperte Fläche zeigte schon optisch die bisher negativste Bilanz der vergangenen drei Jahre an (Abb 3.).

 

Das hydrologische Jahr 2009/2010 startete mit sehr geringer Winterakkumulation. Die geringe Schneeauflage im Frühjahr, wurde durch feste Niederschläge im Mai nochmals  erhöht. Trotz der deutlich zu warmen Monate Juni und Juli lag die Gesamtjahresbilanz im Vergleich zu den bisher gemessenen im Mittelfeld. Dazu haben vor Allem Neuschneefälle ab August beigetragen, welche immer wieder das Eis bedeckten und damit die weitere Eisablation verhindert haben.

 

 

 

Abbildung 3. Ausaperungsmuster des Hallstätter Gletschers am 03.09.2009. Am Übergang zwischen Rücklage und Gletschereis sind als graue Schichten die Firnlagen der vergangenen Jahre zu erkennen. Bis zum Ende des hydrologischen Jahres am 30.09.2009 schritt die Ablation fort und weitere Flächen wurden schneefrei.

 

 

Abbildung 4. zeigt den Jahresverlauf des Niederschlages gemessen im Bereich des oberen Eissees unterhalb der mittleren Gletscherzunge. Der Jahresniederschlag im Haushaltsjahr 2006/2007 betrug 2615 mm (Vergleich 2007 (ZAMG): Salzburg 1174 mm, Innsbruck 840 mm) sowie 2259 mm im Haushaltsjahr 2007/2008 und 2710 mm 2008/2009. Die Niederschlagsmessung im hydrologischen Jahr 2009/2010 brachte einen Wert von Wert von 2290 mm hervor. Diese, mit rund 2500 mm erhöhten Niederschlagssummen sind ein wichtiger Grund dafür, das der Gletscher mit einer Medianhöhe von 2566 Metern in dem für alpine Gletscher niedrigen Höhenbereich  zwischen 2190 m und 2900 m existiert. Die Massenbilanz des Hallstätter Gletschers fällt im Vergleich zu Gletschern in inneralpinen Regionen mit geringeren jährlichen Niederschlagssummen verhältnissmäßig gering negativ aus. So weist zum Beispiel der Hintereisferner (2007: -1798 mm w.e.; 2008: -1235 mm w.e.;2009: -1182 mm we.) im inneren Ötztal doppelt bis viermal soviel Eisverlust relativ zur Fläche auf.

 

 



Abbildung 3. Monatliche Aufteilung des Jahresniederschlages am Regenmesser unterhalb des Hallstätter Gletschers.


Die Messungen zeigen, dass die Massenbilanz des Hallstätter Gletschers sehr vom Niederschlag abhängig ist. Die Menge und Anzahl der im Sommer als Schnee fallenden Niederschläge bestimmt den Massenhaushalt vor Allem oberhalb der mittleren Höhe der Gleichgewichtslinie (ELA). Anhand des im September 2009 deutlich erkennbaren Ausaperungsmuster (Abb. 3) läßt sich ein starker Einfluß der Umverteilung des Schnees durch den Wind am Hallstätter Gletscher vermuten. Für eine Herstellung einer Beziehung zwischen dem Massenhaushalt des Hallstätter Gletschers und dem Klima sind noch weitere Messungen notwendig.

 

 

 

 

Eisdicke


Am 14.01.2009 wurden Messungen zur Erhebung der Eisdicke unter Verwendung eines Narod Radargerätes durchgeführt. Dabei wird von einer Sendeeinheit ein elektromagnetisches Signal mit einer Wellenlänge von 6,5 Mhz ausgesandt. Am 15 Meter entfernten Empänger wird zu einem das direkte Signal wie auch das Signal, welches an der Grenzfläche Eis - Fels an der Gletscherunterseite refektiert wird, aufgezeichnet. Aus dem Laufzeitunterschied dieser beiden Signale kann man auf die Entfernung des Reflexionspunktes  schließen. Entscheidend für die Laufzeit des Signals sind die elektromagnetischen Eigenschaften des Gletschers. Inhomogenitäten wie Lufteinschlüsse, interne Schichten, Gletscherspalten, Wasser und eingeschlossenes Gestein beeinflussen die Qualität des Signals. Auch gilt zu beachten, das der Reflexionspunkt des Signales nicht genau unter der Radareinheut gelegen sein muß, sondern der nächstgelegene Punkt der Grenzfläche Eis/Fels ist. Bei einem rauhen Untergrund oder steilen Gletscherbereichen wird damit die Eisdicke eher unterschätzt.

In Abbildung 4. ist farblich abgestuft die über den Gletscher interpolierte Eisdicke dargestellt. Auf beiden Abbildungen ist ersichtlich, das der Hallstätter Gletscher in zwei Bereichen noch Eisdicken von weit über 100 Metern aufweist. Im Becken unterhalb der Steinerscharte ist das Eis noch bis zu 131 m dick. Auch im Bereich des östlichen Teils des Gletschers findet sich einen dolinenartige Vertiefung, welche noch mit 120 m Eis gefüllt ist. Deutlich zeigen sich jedoch dünnere Bereiche in Verlängerung des Eissteines zum bereits aperen Teil oberhalb des Eisjoches. Bei fortschreitendem Dickenverlust des Eises ist hier eine Trennung des östlichen Teils des Gletschers unterhalb des Dirndl vom westliche gespeisten Bereich denkbar.

 

 

Abbildung 4. Eisdicke des Hallstätter Gletschers 2007.

 


Mit Abzug der Eisdicke vom aktuellen Höhenmodell erhält man die Form des Untergrundes. Dieser ist in Abbildung 5. dargestellt. Auch hier zeigen sich die typischen becken- und dolinenartigen Strukturen des Karstgebirges.

 

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Abbildung 5. Profilbild des Untergrundes des Hallstätter Gletschers ermittelt aus Höhenmodell 2007 und Eisdickenmessung. Blick von Nord nach Süd.

 

 




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