Der Klimawandel in den Alpen
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Wissen Klima Der Klimawandel in den Alpen Alpine Regionen sind stark vom Klimawandel betroffen. Aktuelle Prognosen gehen bis Ende Jahrtausend von mindestens plus drei Grad aus. Neueste Forschungsresultate zeigen erstmals konkret die Folgen. und Hüttenzustiege müssen neu angelegt werden, weil Moränen instabil werden. Alle sind betroffen Text: Peter Camenzind Grafik: ETH Zürich ATMOSPHÄRE Die Aussagen zum Klimawandel stellen den aktuellen Stand des Wissens dar, sind aber zum Teil noch mit grossen Unsicherheiten behaftet. Die Prognosen sind zwar wissenschaftlich fundiert, aber nicht in jeder Hinsicht zuverlässig. Der Grund ist, dass noch nicht alle Prozesse des komplexen Klimasystems vollständig verstanden und in den Modellen fehlerfrei dargestellt sind. Die Modelle sind aber in der Lage, das Klima vergangener Jahrzehnte weitestgehend zu reproduzieren, was das Vertrauen in die Aussagen zum Klimawandel stärkt. Die grösste Unsicherheitsquelle sind auf lange Sicht die Annahmen zum künftigen Treibhausgasausstoss der Menschheit. Entscheidend dafür sind die zukünftige wirtschaftliche und demografische Entwicklung auf der Erde sowie gezielte Massnahmen zur Reduktion der Emissionen. OZEAN Wie viel Treibhausgase? Erstmals detaillierte Zahlen für den Alpenraum Bevor Ende dieses Monats die Rio20+, die Konferenz der Vereinten Nationen über nachhaltige Entwicklung, beginnt, zeigen «Die Alpen», was der Klimawandel bis Ende des Jahrhunderts in den Schweizer Alpen wahrscheinlich bewirken wird. Die Beiträge, die Forscherinnen und Forscher freundlicherweise für uns verfasst haben, sind zwar in der Sprache zurückhaltend, in der Sache aber deutlich. globale Klimamodelle: 100–300 km regionale Klimamodelle: 10–50 km WELTRAUM Der Klimawandel ist Tatsache. Wer wüsste dies besser als jene, die oft in den Bergen sind? Die Gletscher schmelzen schneller und schneller, Routen können nicht mehr begangen werden Der Bundesrat schreibt in seiner Strategie «Anpassung an den Klimawandel», die er letzten März von der Öffentlichkeit weitgehend unbeachtet publiziert hat: «Die Temperaturen werden (…) in allen Landesteilen und zu allen Jahreszeiten steigen.» Und er listet die Folgen auf: grössere Hitze in Agglomerationen, mehr Trockenheit, steigendes Hochwasserrisiko, abnehmende Hangstabilität und als Folge häufigere Murgänge und mehr Steinschlag. Steigende Schneefallgrenze, Beeinträchtigung der Wasser-, Bodenund Luftqualität, Veränderungen von Lebensräumen, der Artenzusammen- setzung, der Landschaft insgesamt und schliesslich Ausbreitung von Schadorganismen, Krankheiten und gebietsfremden Arten. Es wird keinen Bereich geben, der von den Klimafolgen verschont bleibt. atmosphärische Spurengase, u.a. CO2 solare Einstrahlung (kurzwellig) terrestrische Ausstrahlung (langwellig) Absorption Reflektion Streuung Luft - Land Wechselwirkung Schnee+Eis Wolken Luft - Meereis Wechselwirkung Niederschlag Wind vulkanische Gase und Partikel Luft - Ozean Wechselwirkung ozeanische Zirkulation Ozean - Meereis Wechselwirkung C, N, P Kreisläufe Flüsse, Grundwasser, Seen Vegetation menschlicher Einfluss, u.a. Treibhausgasemissionen Wichtige Komponenten und Prozesse im Klimasystem, die in Klimamodellen beschrieben werden. Globale Modelle arbeiten mit Auflösungen von 100 bis 300 km, regionale mit bis zu 10 km. Juni 2012 47 Wissen Klima Wärmer und weniger Schneefall Das Klima ändert sich, erstmals liegen nun detaillierte Prognosen für den Klimawandel bis ins Jahr 2100 für den Alpenraum vor. Es wird wärmer, im Sommer trockener, und es wird deutlich weniger Schnee fallen. Text und Grafik: Sven Kotlarski, Institut für Atmosphäre und Klima, ETH Zürich Der Klimawandel geht auch an den Alpen nicht spurlos vorüber. Die grosse Mehrheit der Temperaturmessstationen zeigt für die letzten Jahrzehnte eine deutliche Erwärmung. Direkte Folgen sind der Rückgang der Schneebedeckung und der Rückzug der Gletscher. Die Ursachen dafür zu finden, ist nicht trivial und ein heiss diskutiertes Thema. Wahrscheinlich ist, dass es wir Menschen sind, die das Klima durch den Ausstoss von Treibhausgasen, allen voran Kohlendioxid, aufheizen. Je lokaler, desto schwieriger Doch was bringt die Zukunft? Eine ganze Wissenschaftlergemeinde beschäftigt sich mit dieser Frage und versucht, einer Antwort näherzukommen. Dabei geht es nicht nur um mittlere weltweite Veränderungen und um die Lufttemperatur und die Niederschläge. Wichtig sind in der Regel die regionalen und lokalen Ausprägungen des Klimawandels. Konkret also zum Beispiel diejenigen im Alpenraum. Das Hauptwerkzeug der Klimawissenschaftler sind Klimamodelle: Computermodelle, die die wichtigsten Prozesse in der Atmosphäre, im Ozean sowie auf der Landoberfläche auf einem dreidimensionalen Gitter beschreiben (vgl. Grafik S. 47). So kann abgeschätzt werden, was der fortgesetzte Ausstoss von Treibhausgasen für das globale Klima bedeuten würde (vgl. Kasten S. 47). Dabei werden Jahrzehnte bis Jahrhunderte in die Zukunft gerechnet. Das können nur Hochleistungsrechner be- 48 Juni 2012 wältigen. Trotzdem ist die Rechnerleistung ein Flaschenhals, die räumliche Auflösung von globalen Klimamodellen ist derzeit auf etwa 100 Kilometer begrenzt. Regionale Besonderheiten des Klimas im Alpenraum, beispielsweise Unterschiede zwischen dem Rhonetal und den höchsten Gipfeln des Berner Oberlandes, können so nicht erfasst werden. Einen Ausweg bieten regionale Klimamodelle. Als kleine Schwestern der Globalmodelle beschreiben auch sie die vollständige dreidimensionale Zirku- 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 lation der Atmosphäre, jedoch nur für eine Teilregion, zum Beispiel Europa oder den erweiterten Alpenraum. Dadurch sind eine wesentlich feinere räumliche Auflösung von 10 bis 25 Kilometern und regional detailliertere Aussagen möglich. Erwärmung beschleunigt sich Seit 2009, dem Ende des europäischen Forschungsprojektes ENSEMBLES, stehen für Europa eine Vielzahl regionaler Klimasimulationen zur Verfügung. Damit ist es möglich, die regionalen Auswirkungen des Klimawandels abzuschätzen. Dies wiederum erlaubt eine Schätzung der Folgen des Klimawandels auf Bereiche wie die Kryosphäre (Schnee, Gletscher, Permafrost), die Land- und Forstwirtschaft, die Wasserversorgung oder auch die Energiegewinnung (siehe Hinweis). Temperaturänderung Winter (°C) 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100 Bis 2100 ist mit einer deutlichen Erwärmung im Vergleich zur Referenzperiode 1980-2009 zu rechnen. Im Winter wird sie mit 3 °C weniger stark ausfallen. 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 Temperaturänderung Sommer (°C) 1980 2000 2020 2040 2060 2080 Die Temperaturen im Sommer werden um mindestens 3,5 °C steigen. Im Süden werden es bis zu 4,5 °C. 2100 Für «Die Alpen» haben wir die Ergebnisse für sechs Teilregionen der Schweiz aufbereitet und dargestellt. Wichtigstes Ergebnis ist, dass sich der Erwärmungstrend der vergangenen Jahrzehnte aller Wahrscheinlichkeit nach fortsetzen und sogar beschleunigen wird. Bis zum Jahr 2100 ist mit einer Erwärmung von mehr als 3,5 °C im Sommer und mehr als 3 °C im Winter zu rechnen. Eine Folge davon sind deutlich geringere Schneefallmengen in allen Regionen. Die «Regionen» W Jura, W Mittelland, W Alpennordhang, W Wallis, W Graubünden und W Tessin, wie sie für die Berechnungen der ETH Zürich schematisch angenommen wurden. Sommer: Weniger Niederschlag Die Diagramme zeigen eine Abschätzung der erwarteten Veränderungen von Temperatur und Niederschlägen bis zum Jahr 2100 für sechs grössere Regionen der Schweiz (Jura, Mittelland, Alpennordhang, Wallis, Graubünden, Tessin). Die Kurven basieren auf den Ergebnissen des europäischen ENSEMBLES-Projektes und stellen einen Mittelwert aus 14 regionalen Klimasimulationen dar. Diesen liegt das SRES A1B Emissionsszenario des IPCC mmer (°C) 40 Jura Mittelland Alpennordhang Wallis Graubünden Tessin Niederschlagsänderung Winter (%) 14 12 10 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 2080 2060 1980 2000 2020 2100 2040 2060 2080 2100 Die Niederschlagsmengen im Winter werden laut den Berechnungen bis Ende Jahrhundert ansteigen. Niederschlagsänderung Sommer (%) 9 6 3 0 -3 -6 -9 -12 -15 -18 -21 -24 1980 (Intergovernmental Panel on Climate Change) zugrunde, das ab 2050 einen sinkenden Treibhausgasausstoss annimmt. Dementsprechend liefern die Modelle Anhaltspunkte, die mit Unsicherheiten behaftet sind und nicht als konkrete Voraussagen verstanden werden dürfen. Die Werte zeigen die Veränderung gegenüber der Referenzperiode 1980– 2009. Für das 21. Jahrhundert ist in der gesamten Schweiz mit einer deutlichen Erwärmung im Vergleich zu heute zu Jura rechnen. Diese Erwärmung wird im Mittelland Alpennordhang Sommer tendenziell etwas grösser als Wallis im Winter und in den zentralen und Graubünden Tessin südlichen Landesteilen etwas stärker als im Norden ausfallen. Während die Niederschlagsmengen im Winter voraussichtlich leicht ansteigen, ist im Sommer mit deutlich weniger Niederschlag zu rechnen, besonders im Jura, Wallis und Tessin. Die Temperaturerhöhung im Winter führt aber zu starken Abnahmen der Schneefallmengen, im Mittelland und Jura werden es mehr Jura als 50% sein. Mittelland Alpennordhang Wallis Graubünden →→ Mehr Tessin 2000 2020 2040 2060 2080 2100 Ab der zweiten Jahrtausendhälfte werden die Sommer niederschlagsärmer, besonders im Jura, Wallis und Tessin. Infos Für die Schweiz steht seit September 2011 mit dem Bericht «Szenarien zur Klimaänderung in der Schweiz CH2011» (www.ch2011.ch) eine umfassende Übersicht der im 21. Jahrhundert erwarteten klimatischen Veränderungen zur Verfügung, basierend auf den Ergebnissen des ENSEMBLES-Projektes. Juni 2012 49 Wissen Klima Schneegrenze steigt um 500 Meter Wie mächtig eine Schneedecke wird und wie lange sie erhalten bleibt, hängt vom Niederschlag und der Temperatur ab. Die Klimaerwärmung wird zu mehr Niederschlägen im Winter führen. Weil es wärmer wird, wird die Schneedecke dünner, die Schneegrenze steigt. Text und Grafik: Christoph Marty und Mathias Bavay, WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung (SLF) 3000 Höhe (m) Falls es Niederschlag gibt, bestimmt die Temperatur, ob dieser in Form von Schnee oder Regen fällt. Die Temperatur bestimmt auch, wie lange sich der Schnee am Boden hält, bevor er wegschmilzt. Am Beispiel des vergangenen Winters lässt sich diese Temperaturabhängigkeit einer Schneedecke gut aufzeigen. Die häufigen und intensiven Niederschläge von Dezember bis Februar haben am Alpennordhang für eine überaus mächtige Schneedecke gesorgt. Im Mittelland war es während dieser Monate so warm – circa 1 °C wärmer als im langjährigen Durchschnitt –, dass der meiste Niederschlag in Form von Regen fiel oder sich der wenige Schnee nicht lange halten konnte. Schneesaison Graubünden 2000 Permanente Schneedecke bei starker Erwärmung Permanente Schneedecke des Referenzwerts 1000 0 Nov Dez Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Entwicklung der Dauer der Schneebedeckung im Kanton Graubünden für die Referenzperiode 2001-2010 (schwarz) und die drei Szenarien mit geringem (2,2°C blau), mittlerem (3.1°C grün) und starkem (3,9°C rot) Temperaturanstieg bis 2100. Die Doppelpfeile in der Mitte zeigen als Beispiel die Dauer der Schneebedeckung auf etwa 1600m. Drei Modelle Der Klimawandel wird mit grosser Wahrscheinlichkeit zu wärmeren Temperaturen und leicht erhöhten Winterniederschlägen führen (vgl. S. XX). Wir zeigen am Beispiel des Kantons Graubünden, wie sich dies auf einen durchschnittlichen Winter im Zeitraum 2070-2100 auswirken wird. Es werden hauptsächlich die Veränderungen im Vergleich zur Gegenwart gezeigt. Diese Referenzgrösse besteht aus 1 50 Da die Klimamodelle den Schnee als gefrorenes Wasser simulieren, wird Mächtigkeit der Schneedecke häufig als Schneewasseräquivalent dargestellt. Juni 2012 dem Durchschnitt der zehn Winter zwischen 2001 und 2010. Es wurde mit drei unterschiedlichen Klimamodellen gerechnet, wobei eines einen geringen (2,2 °C), eines einen mittleren (3,1 °C) und eines einen starken Temperaturanstieg (3,9 °C) vorhersagt. Dünnere Schneedecke Die Analysen zeigen recht drastische Veränderungen für die Schneedecke.1 Ende Jahrhundert ist die maximale Schneehöhe pro Winter nur noch halb so hoch wie heute. Ausserdem ist zu sehen, dass sich die Dauer der Schneebedeckung verringert: Hat es im Refe- renzzeitraum von 2001 bis 2010 auf etwa 2800 m noch bis Juli Schnee, so dauert die Schneebedeckung im Kanton Graubünden Ende Jahrhundert nur noch bis Juni. Schneegrenze steigt Ähnlich sehen die Resultate für die Dauer der Schneebedeckung in Abhängigkeit der Meereshöhe aus (Grafik oben). Nicht unerwartet ist der Rückgang umso drastischer, je höher die Temperaturänderung ausfallen wird. Es zeigt sich ein deutlicher Trend hin zu späterem Einschneien und dann insbesondere zu einem um einen Mo- Schneewasseräquivalent Gletscher >500 mm 400–500 mm 300–400 mm 200–300 mm 100–200 mm 0–100 mm 0 mm Mittleres Schneewasseräquivalent am 15 April für den Referenzzeitraum (2001-2010) und für Ende dieses Jahrhunderts (unten) wie es für den mittleren Temperaturanstieg berechnet wurde. Kein oder nur wenig Schnee ist in grünen Farbtönen wiedergegeben, viel Schnee gelb bis orange. Die Gletscher sind blau. nat früheren Ausapern. Das heisst, dass sich die heute für eine Höhenlage und einen Zeitpunkt bekannte Schneesituation bis Ende Jahrhundert um circa 500 Meter nach oben verschieben wird. So kann man heute zum Beispiel Anfang März oberhalb circa 700 Metern mit einer geschlossenen Schneedecke rechnen. Ende des Jahrhunderts wird diese Grenze auf circa 1200 Metern liegen. Dies liegt an der Verschiebung der Schneefallgrenze nach oben und am schnelleren und damit früheren Abschmelzen der Schneedecke. Weiterhin auch sehr kalte Winter Das Beispiel Graubünden zeigt: Die Schneebedeckung in den Alpen wird also aufgrund der steigenden Temperaturen bis Ende dieses Jahrhunderts stark zurückgehen. Die Zusammenhänge rund um den Klimawandel sind aber komplex, darum kann es auch in Zukunft Perioden mit viel Schnee oder grosser Kälte geben. So hat die Erwärmung der letzten Jahrzehnte dazu geführt, dass grosse Flächen des arktischen Ozeans im Nordwesten Russlands im Winter nicht mehr eisbedeckt sind. Neuste Forschungsergebnisse zeigen, dass dies dort die Bildung eines Hochdruckgebiets begünstigt, das kalte Luft nach Europa lenkt. So kann die massive Kältewelle in den ersten Februarwochen 2012 erklärt werden. Der Winter war aber im Durchschnitt trotzdem nicht zu kalt, weil es in der übrigen Zeit massiv zu warm war. Es ist deshalb gut möglich, dass es auch in Zukunft zu Kaltlufteinbrüchen kommen wird. Ursache für beide Tendenzen ist paradoxerweise der menschgemachte Klimawandel. Juni 2012 51 Wissen Klima Kaum noch Gletscher bis 2100 Juni 2012 Die Abbildungen zeigen die Entwicklung des Rhonegletschers von 2010 bis 2090. Deutlich zu sehen sind die Folgen des Klimawandels auf die Gletscher. Eine verstärkte Schmelze im Sommer und geringere Schneeakkumulation im Rhonegletscher 2010 Fläche: 17 km² Volumen: 1.9 km³ 2060 Fläche: 8.7 km² Volumen: 0.58 km³ 450 225 Eisdicke (m) Volumen: 1.4 km³ Volumen: 0.19 km³ 52 Fläche: 15 km² Fläche: 3.2 km² Für Prognosen zur Gletscherentwicklung in der Zukunft sind neben dem erwarteten Klima vor allem Kenntnisse zur momentan vorhandenen Eismächtigkeit und zu deren räumlicher Starker Schwund absehbar Rhonegletscher 2030 2090 Eisdicke bestimmt Ausgangslage also verlässliche Aussagen zu machen, wurden die Szenarien mit aus der Vergangenheit abgeleiteten, jährlichen Änderungen des Wetters erweitert. Verteilung notwendig. Mit einem numerischen, computergestützten Gletscherentwicklungsmodell, das Schneeakkumulation, Schmelze und das Eisfliessen berücksichtigt, kann die Entwicklung des Gletschers für vorgegebene Veränderung von Niederschlag und Temperatur berechnet werden. Am Beispiel des Rhonegletschers zeigen wir die zukünftige Entwicklung für die vorhandenen regionalen Klimaszenarien (vgl. S. 48). Um möglichst robuste, Volumen: 1.9 km³ Volumen: 0.58 km³ Der Schwund der Gletscher ist das deutlichste Anzeichen des voranschreitenden Klimawandels. Der Vergleich der heutigen Gletscher mit denen auf historischen Aufnahmen oder mit den Ende der kleinen Eiszeit um 1850 zurückgelassenen Moränen löst unweigerlich die Frage aus, wie lange die Gletscher denn noch bestehen. Die Ausdehnung eines Gletschers ergibt sich aus dem Zusammenspiel von Eisbildung, Abschmelzen und der Eisfliessbewegung (vgl. «Die Alpen» 7/2011). Dabei stehen die Neubildung von Eis aus Schnee und das Schmelzen von Firn und Eis in direktem Zusammenhang mit den Witterungsverhältnissen. Während die Schneeakkumulation, die den Gletscher nährt, hauptsächlich vom Niederschlag abhängt, ist die dem Gletscher zugeführte Energie für die Schmelze entscheidend. Die Lufttemperatur ist ein guter Indikator dafür. Die Eisfliessbewegung schliesslich sorgt dafür, dass sich Veränderungen in den Akkumulations- und Schmelzbedingungen je nach Grösse und Neigung des Gletschers unterschiedlich auswirken. Fläche: 17 km² Fläche: 8.7 km² Text: Daniel Farinotti und Andreas Bauder, Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW), ETH Zürich Rhonegletscher 2010 2060 Die Gletscher reagieren schon lange auf die steigenden Temperaturen. Bis 2100 werden die Alpen laut den Berechnungen der ETH Zürich praktisch eisfrei sein. 0 Die Entwicklung des Rhonegletschers bis 2090. Aktuell bedeckt der Gletscher noch 17 km2. Bis 2100 werden es noch 3.2 km2 sein. Quelle: VAW/ETH Zürich Eisdicke (m) (m) 0 450 225 450 Winter beeinflussen die Entwicklung, gern. Gegen Ende des Jahrhunderts Eismassen verschwunden sind, werden Rhonegletscher verbleiben nur noch geringe Eismassen die Wassermassen deshalb mit weniger weil die Niederschläge künftig mehr Rhonegletscher als Regen statt als Schnee anfallen wer- in den höchstgelegenen Regionen der Verzögerung abfliessen. Alpen. den. Genauigkeit der Prognose Die Veränderung des Eisvolumens zeigt Fläche: 17 km² Fläche: 15 km² Fläche: 17 km² Volumen: 1.9 km³ Volumen: 1.9 km³ 2030 Fläche: 152030 km² Volumen: 1.4 km³ Volume 2010 2010 Bei diesen Betrachtungen darf jedoch den Effekt der dynamischen Anpas- Veränderung der Landschaften sung durch das Eisfliessen: Während Gemäss den Prognosen dürfte sich das nicht ausser Acht gelassen werden, dass die Schmelzbeträge wie die Witterung Landschaftsbild im Alpenraum dras- neben den Unsicherheiten in den zuvon Jahr zu Jahr stark schwanken, ver- tisch ändern. Die Gletscher sind Teil grunde liegenden Klimaszenarien auch ändert sich das Volumen graduell und des Wasserkreislaufs, weshalb deren Fragen zu ihrer Auswirkung auf die gedämpft mit etwas Verzögerung. Der Veränderungen auch Konsequenzen Gletscher offen sind. Inwiefern wirken starke Schwund, der bereits in den ver- auf die Abflüsse nach sich ziehen wer- sich die noch ungenügend bekannten gangenen zwei Jahrzehnten zu beob- den. Durch die verstärkte Schmelze Fluktuationen der Witterung von Jahr achten war, wird sich beschleunigt resultiert bis Mitte des Jahrhunderts zu Jahr aus? Wie gross ist der schützenfortsetzen, bis nur noch unbedeutende auch ein grösseres Wasserangebot de Einfluss zunehmender Schuttbedeim Einzugsgebiet. Die Gletscher ha- ckung auf der Oberfläche der Gletscher Eisreste übrig bleiben. Die Veränderung der räumlichen Aus- ben aber nicht nur eine langfristige und der gegenteilige Effekt, durch die dehnung und der Eismächtigkeit ist in Speicherfunktion. Die winterlichen wegen wiederholter Ausaperung stärden Abbildungen für ausgewählte Zeit- Schneefälle bleiben auf dem Gletscher ker verunreinigte Oberfläche? punkte dargestellt. Der Rhonegletscher liegen, den Abfluss verursacht die Eiszeigt exemplarisch, wie grössere Glet- schmelze im Sommer. So werden die scher anfänglich hauptsächlich an Di- Niederschläge des Winters auf den cke einbüssen werden. Ab Mitte des Sommer verlagert. Die Abflüsse konJahrhunderts wird sich auch die räum- zentrieren sich auf den schmelzintenliche Ausdehnung drastisch verrin- siven Hochsommer. Wenn dereinst die Fläche: 15 km² 0 225 450 Eisdicke (m) 2030 Volumen: 1.4 km³ 8.7 Fläche: km² 2060 2060 Fläche: 8.70.58 km²km³Volumen: 0.58 km³ Volumen: 2090 2090 Fläche: 3.2 km² Fläche: Volumen: 3.20.19 km²km³Volumen LK 1:100 000, reproduziert mit Bewilligung von swisstopo (BA JM120017) 2090 Fläche: 3.2 km² Volumen: 0.19 km³ Juni 2012 53 Wissen Klima Geröll unter dem Turtmanngletscher Die Gletscher des Turtmanntals haben sich im letzten Jahrhundert hunderte Meter zurückgezogen. Geblieben sind gewaltige Kies- und Geröllmassen, die nun von den Gletscherbächen aus dem Tal getragen werden. Nach den aktuellen Klimaberechnungen wird in Zukunft weniger Geröll ins Tal transportiert. Text und Bilder: Jens M. Turowski, Alexandre Badoux, Alexander Beer, Manuel Nitsche, Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL, Birmensdorf Der Turtmann- und der Brunegggletscher hängen zwischen der Tête de Milon (3693 m), dem Bishorn (4153 m) und dem Brunegghorn (3833 m) zusammen. Dann fliessen die beiden Hauptgletscher des Walliser Turtmanntals getrennt um die Adlerflühe herum. Noch bis 1934 vereinigten sich ihre Zungen unten im Talgrund. Durch steigende Temperaturen zogen sie sich seither aber immer mehr zurück. Besonders im Hitzejahr 2003 verloren beide Gletscher mehr als 125 Meter Länge. Und mit der Schmelze wurde die Grundmoräne freigelegt: eine grosse Menge aus Sand, Geröll und einzelnen Findlingen. Nur langsam wird dieser Schutt (nachfolgend auch Sediment genannt) von Pflanzen erobert und ist deshalb stark der Erosion ausgesetzt. Wenn durch steigende Temperaturen auch der Permafrost in den Felswänden und im Boden des Gletschervorfelds zurückgeht, werden zusätzlich grosse Schuttmengen frei. Diese Sedimente werden durch Rutschungen, Steinschlag, Bergstürze und in den Gebirgsbächen ins Tal befördert. Wie viel Sediment und Wasser? Die Sedimente im Turtmanntal werden durch zwei Schmelzwasserbäche talauswärts getragen. Die beiden Bäche vereinigen sich im Talgrund zur Turtmänna, der seit Ende der 50er-Jahre Wasser für die Stromproduktion entnommen wird. Vor dem Stausee befindet sich ein Ablagerungsbecken für den Sedimentrückhalt. Hier ist der Sedimenteintrag in den Stausee schon seit Jahrzehnten ein Problem: In 40 Jahren hat sich der Stauraum des Sees um 20% verkleinert. Jedes Jahr werden in den See knapp 4000 Kubikmeter Sediment eingetragen, das entspricht etwa 500 Lastwagenladungen. Wenn nun das Klima bis zum Ende des Jahrhunderts noch wärmer wird, wird dann auch mehr Sediment im Gebirge bewegt? Zwei Punkte müssen zur Beantwortung dieser Frage geklärt werden. Erstens: Wie viel Sediment ist überhaupt unter und neben dem Eis vorhanden? Und zweitens: Wie viel Wasser führt der Gletscherbach in Zu- Änderung des Sedimentsaustrags von Bächen im Wallis 2021 - 2050 2070 - 2099 13 Bäche 38 Bäche 16 Bäche 20.3% 42 Bäche 25% 65.6% 59.4% Änderung des Sedime Zahl der untersuchten Bäche im 2021 - 2050 Wallis, bei denen ein Rückgang (< 80% des aktuellen Werts) 13 Bäc oder eine Zunahme (>120% ) des Sedimentaustrags erwartet 20.3% 42 Bäche wird. 65.6% 14.1% Kein Unterschied Weniger Geschiebe Mehr Geschiebe 54 14.1% 9 Bäche 15.6% 10 Bäche Juni 2012 Kein Unterschied Weniger Geschiebe Mehr Geschiebe 9 Bäc kunft, und wie viel Sediment kann er damit aus dem Tal hinaus schwemmen? Sedimenteintrag nimmt ab Durch Feldbeobachtungen und Auswertungen digitaler Karten wird das heute verfügbare Sediment im Turtmanntal auf insgesamt 27 Millionen Kubikmeter geschätzt. Etwa 3 Millionen Kubikmeter Sediment liegen im Gletschervorfeld. Das ist genug, um 1200 olympische Schwimmbecken zu füllen. Was wird in Zukunft aber tatsächlich mit den Sedimenten geschehen? Mit Computermodellen lassen sich die Schmelzwassermengen für ein wärmeres Klima simulieren. So lassen sich Rückschlüsse auf den Sedimenteintrag ziehen. Der Eintrag kann zeitweise ansteigen, wenn höhere Temperaturen zu einer intensiveren Gletscherschmelze führen. Wenn aber wegen des Glet- scherschwunds weniger Wasser fliesst, wird der Sedimenteintrag langfristig abnehmen. Laut aktuellen Berechnungen verringern sich die in der Turtmänna transportierten Sedimentmengen bis zum Jahr 2050 auf 80% des momentan bewegten Volumens und bis 2099 auf 66%. Vielen hochalpinen Gebieten steht eine ähnliche Entwicklung bevor wie dem Turtmanntal. In einer Studie, die insgesamt 64 Walliser Bäche umfasst, wurde ein durchschnittlicher Rückgang des Sedimentaustrags von 10% bis 2050 und 16% bis 2099 berechnet (vgl. Grafik S. 54). Mehr Bewegung im Frühling Die Turtmänna bräuchte mit ihrer heutigen Kraft mehr als 600 Jahre, um das Material im Gletschervorfeld auszutragen. Das Turtmanntal ist also ein riesiger Sedimentspeicher, und es ist der Wasserabfluss, der den Sedimentaustrag begrenzt. Weil im Jahr 2099 die Gletscher zum grössten Teil verschwunden sein werden, wird die Schneeschmelze eine wesentlich grössere Rolle im Abflussverhalten spielen, und dadurch bedingt, wird dann das Sediment hauptsächlich im Frühling bewegt. → Weiterlesen B. Schädler, R. Weingartner, M. Zappa: Auswirkungen der Klimaänderung auf die Wasserkraftnutzung. Wasser Energie Luft 103, 2011, 265–267. M. Raymond-Pralong, J. M. Turowski, D. Rickenmann, A. Beer, V. Metraux, T. Glassey: Auswirkungen der Klimaänderung auf die Geschiebefracht in Einzugsgebieten von Kraftwerksanlagen im Kanton Wallis. Wasser Energie Luft 103, 2011, 278–285. 1 Turtmann-Gletscher Hangneigung (°) Blick von der Staumauer am Turtmannsee 4 auf das Gletschervorfeld, mit Turtmann- 1 und Brunegggletscher. Die grosse Menge lockeres Geschiebe in den Moränen 2 ist gut sichtbar. Das Sediment in der Ebene 3 ist stabil. ≤25 ≤34 ≤45 ≤83.5 Gletschervorfeld 2 Potentiell erodierbares Sediment 1 2 3 stabilisiertes Sediment 4 Staubereich 3 Leicht bewegliche Sedimente im Turtmanntal. Die Farben zeigen die Hangneigung und damit die Erosionswahrscheinlichkeit, grün sind fl ache Bereiche, rot solche die steiler als 45 Grad sind. 4 Juni 2012 55