RAOnline EDU: Klima - Permafrost Schweiz - 2020-2021: Erwärmung des Permafrosts in der Schweiz

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Schweiz 2020/2021: Nur oberflächliche Abkühlung für den Schweizer Permafrost

2022

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2020/2021: Nur oberflächliche Abkühlung für den Schweizer Permafrost

Die langjährigen Permafrostmessungen in den Schweizer Alpen zeigen für das hydrologische Jahr 2021 je nach Tiefe ein unterschiedliches Bild: Die kühleren Witterungsbedingungen führten zu einer Abnahme der Temperaturen nahe der Oberfläche sowie der Geschwindigkeit der Blockgletscher. In der Tiefe dagegen setzte sich die in den letzten zwei Jahrzehnten beobachtete Erwärmung fort. Dies berichtet das Schweizer Permafrost-Messnetz PERMOS.

Das hydrologische Jahr 2021 (Oktober 2020 bis September 2021) war das kälteste in der Schweiz seit 2013. Es war geprägt von einer lange anhaltenden Schneedecke, dem kältesten Frühling der letzten 30 Jahre und dem feuchtesten Sommer seit Beginn der Messungen im Jahr 1864. In den hohen Lagen der Permafrostgebiete schneite es bereits im Oktober 2020 ein. Starke Schneefälle bis weit in den Frühling 2021 verzögerten die Schneeschmelze.

Leichte Abkühlung an der Oberfläche

Aufgrund dieser Witterungsbedingungen sank die Mitteltemperatur an der Bodenoberfläche im hydrologischen Jahr 2021 im Vergleich zum Vorjahr an vielen Standorten um etwa 1°C und lag damit unter dem 20-jährigen Mittel der Jahre 2001 bis 2020. Auch die Blockgletscher bewegten sich im Vergleich zum Vorjahr um 8,5% langsamer talwärts. Die Geschwindigkeit dieser eishaltigen Schuttmassen ist ein indirektes Mass für die Temperaturbedingungen im Permafrost.

Bei der Mächtigkeit der Auftauschicht - so nennt man die Schicht oberhalb des eigentlichen Permafrosts, die jeweils im Sommer auftaut - sowie der Permafrosttemperaturen in 10 m Tiefe zeigte sich kein einheitliches Bild. An den Bohrlochstandorten Gentianes (VS) und Schilthorn (BE) war die Auftauschicht so mächtig wie noch nie, während sie an vielen anderen Standorten geringer war als im Vorjahr. Die Permafrosttemperaturen in 10 m Tiefe waren je nach Standort höher oder tiefer als im hydrologischen Jahr 2020.

Weitere Erwärmung in der Tiefe

In grösserer Tiefe dagegen setzte sich die generelle Erwärmung der letzten 20 Jahre fort. Die Permafrosttemperaturen in 20 m Tiefe stiegen im Vergleich zum Vorjahr an allen Standorten an und erreichten mancherorts die höchsten Werte seit Beginn der Messungen vor 15 bis 20 Jahren. In diesen Tiefen unterliegen die Temperaturen kaum noch Jahresschwankungen und die Änderungen widerspiegeln die langfristige Entwicklung des Klimas.

Die oberflächliche Abkühlung des hydrologischen Jahres 2021 hat die diese Tiefen (noch) nicht erreicht. Am Stockhorn bei Zermatt (VS) betrug der Durchschnitt der Permafrosttemperatur in 20 m Tiefe im hydrologischen Jahr 2021 -2,1 °C, während er vor 20 Jahren noch bei -2,6 °C lag. Eine ähnliche Erwärmung gab es im Blockgletscher Murtèl-Corvatsch im Oberengadin. Hier wurden 2021 in 20 m Tiefe -1,1 °C gemessen, im Vergleich zu -1,6 °C im hydrologischen Jahr 2001 und -1,8 °C zu Beginn der Messungen im Jahr 1988.

Temperaturen in den Bohrlöchern

Temperaturen in den Bohrlöchern

Mächtigkeit der Auftauschichten im Permafrost bei zwei Bohrlöchern

Mächtigkeit der Auftauschichten im Permafrost bei zwei Bohrlöchern

Zusammenfassend zeigen die Resultate des Schweizer Permafrost Messnetzes fürs hydrologische Jahr 2021, dass der Erwärmungstrend des Permafrosts in der Tiefe trotz einer leichten oberflächennahen Abkühlung anhält. Dieser ist das Ergebnis anhaltend warmer Bedingungen in den letzten Jahrzehnten.

Quelle: Text PERMOS - Swiss Permafrost Monitoring Network und SCNAT , 26. April 2022

c/o Schweizerische Gesellschaft fü̈r Schnee, Eis und Permafrost (SEP), Universität Fribourg

In der Publikation «Klimawandel in der Schweiz (Indikatoren zu Ursachen, Auswirkungen, Massnahmen)» werden im Kapitel 5.2 Kryosphäre Aspekte des Permafrosts in der Schweiz beleuchtet.

Schweiz 2000-2019: Permafrostentwicklung

2020

Begriffe

Permafrost
Untergrundmaterial wie Fels oder Schutt mit Temperaturen von maximal 0 °C über mehrere Jahre wird als Permafrost bezeichnet. Man findet ihn unter gut 5 % der Schweizer Landesfläche, typischerweise in kalten und hochgelegenen Schutthalden und Felswänden oberhalb von etwa 2500 Meter über Meer. Für den Permafrost ist nicht in erster Linie die Lufttemperatur, sondern die Temperatur an der Bodenoberfläche entscheidend. Diese wird zusätzlich zur Lufttemperatur auch von der Sonneneinstrahlung und der Schneedecke, resp. vom Zeitpunkt des Einschneiens und Ausaperns, stark beeinflusst. Blockgletscher bestehen aus eisreichem Lockermaterial, das sich langsam hangabwärts bewegt. An der Oberfläche bestehen sie typischerweise aus grobem Schutt, erkennbar sind sie durch ihre zungenartige Form.

Blockgletscher
Aktive Blockgletscher sind meist aus groben Gesteinsblöcken bestehende Landformen mit einem hohen Eisanteil, die unter dem Einfluss der Schwerkraft einige Dezimeter bis einige Meter pro Jahr talwärts kriechen. Die Verformbarkeit von Eis und damit die Geschwindigkeit der Blockgletscher nimmt mit steigender Temperatur ebenfalls zu.

PERMOS
Das Schweizer Permafrostmessnetz PERMOS dokumentiert seit dem Jahr 2000 die Veränderungen des Permafrosts in den Schweizer Alpen. Es wird von MeteoSchweiz im Rahmen von GCOS Schweiz, vom Bundesamt für Umwelt (BAFU) und von der Akademie der Naturwissenschaften Schweiz (SCNAT) finanziell unterstützt. PERMOS wird von sechs Schweizer Forschungsinstitutionen getragen: den Universitäten Lausanne, Fribourg und Zürich, dem WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF, der ETH Zürich und der Fachhochschule der italienischen Schweiz (SUPSI). Im Rahmen von PERMOS werden Daten von drei Hauptelementen erhoben: 1) Temperaturen nahe der Oberfläche und in der Tiefe, 2) Änderungen des Eisgehalts im Untergrund und 3) Geschwindigkeit der Blockgletscher.

Akademien der Wissenschaften Schweiz
Die Akademien der Wissenschaften Schweiz sind ein Verbund der vier wissenschaftlichen Akademien der Schweiz: der Akademie der Naturwissenschaften Schweiz SCNAT, der Schweizerischen Akademie der Geistes-und Sozialwissenschaften SAGW, der Schweizerischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften SAMW und der Schweizerischen Akademie der Technischen Wissenschaften SATW. Sie umfassen neben den vier Akademien die Kompetenzzentren TA-SWISS und Science et Cité sowie weitere wissenschaftliche Netzwerke. Die Akademien der Wissenschaften Schweiz vernetzen die Wissenschaften regional, national und international. Sie vertreten die Wissenschaftsgemeinschaften disziplinär, interdisziplinär und unabhängig von Institutionen und Fächern. Ihr Netzwerk ist langfristig orientiert und der wissenschaftlichen Exzellenz verpflichtet. Sie beraten Politik und Gesellschaft in wissensbasierten und gesellschaftsrelevanten Fragen.

Quelle: Text PERMOS Office, Departement Geowissenschaften, Universität Fribourg, und SCNAT 2019 und 2022


Bergsturz	Ein Bergsturz ist eine Massenbewegung von Felsblöcken, Geröll und Schutt mit einem Volumen von über einer Million m³ Material.
Felssturz	Von einem Felssturz spricht man, wenn sich Felsblöcke, Geröll und Schutt mit einem Volumen von weniger einer Million m³ talwärts bewegen.
Steinschlag	Ein Steinschlag ist ein Sturzprozess, bei welchem sich kleinere Mengen von Fels-, Schutt- und Steinmaterial, oft sogar nur einzelne Steine,ins Tal stürzen. Grössere Steinschlagereignisse können u.a. Verkehrsverbindungen und Wanderwege kurzzeitig blockieren.
Murgang oder Rüfe	Murgänge sind eine Mischung aus Hochwasser, Erdrutsch und Felssturz. Murgänge oder Rüfen sind «Gerölllawinen».
Halbleiter	Das Prinzip der Halbleiter besteht darin, dass sie mit einer Zuführung von thermischer oder optischer Energie aktiviert, dh. leitfähig werden und sich ihre Ladungsträger verschieben lassen. Bei Elektronenhalbleitern erfolgt der Ladungstransport durch Elektronen. Dieser Halbleitertyp besteht aus chemischen Elementen wie Silicium oder Germanium, welche in Periodensystem zwischen der II. und der VI. Gruppe angeordnet sind.
Thermistor	Ein Thermistor ist ein Halbleiterbauelement, bei welchem die Temperaturabhängigkeit seines elektrischen Widerstandes zu Mess- oder Regelzwecken genutzt wird. Thermistoren sind Heissleiter, deren Halbleiterwiderstände durch externe Wärme beeinflusst wird. Bei Heissleitern fliesst der elektrische Strom bei höheren Temperaturen besser als bei tieferen.