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(Dauerfrostboden) - Forschung Schweiz |
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Neue Permafrost- und Bodeneiskarte der Schweiz online |
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Permafrost ist ein unsichtbares, thermisches Phänomen, welches einen wesentlichen Einfluss auf die Stabilität von Baugrund oder steilen Felswänden hat. Bei der Realisierung von Bauvorhaben oder für die Beurteilung von allfälligen Naturgefahren ist die Kenntnis über die Verbreitung von Permafrost daher hilfreich.
Die neue Permafrost- und Bodeneiskarte des SLF (PGIM) hilft bei der Evaluierung lokaler und regionaler Permafrost Verbreitung. Dabei wurde erstmals eine Kartierungsmethode gewählt, welche eisreichen Permafrost und eisarmen Permafrost unterscheidet. Eisreicher Permafrost umfasst permanent gefrorenes Lockergestein, dessen Eisgehalt den Porenraum im Boden übersteigt. Das sind beispielsweise Blockgletscher oder eisreiche Schutthalden, welche oftmals Eisschichten von mehreren Metern Mächtigkeit enthalten. Der übrige Permafrost wird in der Karte als eisarm klassifiziert, dies betrifft Permafrost in Felswänden oder in trockenen Lockergesteinen.
Zone 1: eisarmer Permafrost
Die Jahresdurchschnittstemperatur von eisarmem Permafrost ist hauptsächlich durch die Höhenlage und die Exposition vorgegeben. Es ist daher möglich, neben der Verbreitung im Raum auch die Temperatur des eisarmen Permafrostes abzuschätzen. Diese Informationen finden sich in Zone 1 der PGIM, in der negative Bodentemperaturen mit blauen Farben kartiert sind - und eine Übergangszone mit Temperaturen zwischen 0° C und +1° C gelb eingefärbt ist.
Zone 2: eisreicher Permafrost
Eisreicher Permafrost entsteht häufig durch Eissedimentation, das heisst zum Beispiel aus Lawinenschnee oder alten Gletscherresten, welche von Fels- und Schuttablagerungen überdeckt werden. Eisreicher Permafrost befindet sich daher vor allem an Orten, an denen solche Prozesse stattfinden können. Dies betrifft vor allem Hangfusslagen. Permafrost mit hohen Eisgehalten braucht viel Energie, um sich zu erwärmen oder um zu schmelzen. Dies liegt an den physikalischen Eigenschaften von Eis, welches eine hohe Wärmekapazität hat. Deshalb kann eisreicher Permafrost in deutlich tieferen und wärmeren Regionen existieren als eisarmer Permafrost. Der Eisgehalt ist also mitentscheidend, ob Permafrost an einem Ort vorkommt oder nicht. Eisreicher Permafrost kann daher bei ganz unterschiedlichen klimatischen Bedingungen existieren.
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Die Deformation von eisreichem Boden (z.B. in Blockgletschern) beeinflusst die Verteilung von eisreichem Permafrost zusätzlich. Die Kartierung von eisreichem Permafrost ist deshalb deutlich schwieriger als bei eisarmem Permafrost. Zone 2 der PGIM umfasst daher alle Geländebereiche, in denen eisreicher Permafrost möglich ist (rosarote Flächen). Sie kann aber ebenso Permafrost freie Flächen enthalten. Ausserdem wurde der eisreiche Permafrost nur ausserhalb von Zone 1 kartiert. Das heisst, die Karte zeigt nur den eisreichen Permafrost, welcher sich unterhalb der Zone mit eisarmem Permafrost befindet. In diesen Bereichen liegt die Temperatur des eisreichen Permafrostes meistens nahe bei 0° C. Eisreicher Permafrost kann also auch innerhalb von Zone 1 auftreten, wo er nicht separat ausgeschieden ist.
Achtung: Bei der Permafrost- und Bodeneiskarte des SLF handelt es sich um eine Hinweiskarte. Für lokale Beurteilungen der Permafrostverteilung müssen zusätzlich detaillierte Abklärungen im Gelände durchgeführt werden.
Originalarbeit
Kenner, R.; Noetzli, J.; Hoelzle, M.; Raetzo, H.; Phillips, M., 2019: Distinguishing ice-rich and ice-poor permafrost to map ground temperatures and -ice content in the Swiss Alps
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