Observation and modelling of glacier mass balances in Patagonia and Svalbard : application and enhancement of temperature-index based modelling approaches

Möller, Marco; Schneider, Christoph

doi:urn:nbn:de:hbz:82-opus-37147

Observation and modelling of glacier mass balances in Patagonia and Svalbard : application and enhancement of temperature-index based modelling approaches = Beobachtung und Modellierung von Gletschermassenbilanzen in Patagonien und auf Svalbard : Anwendung und Weiterentwicklung von temperaturindex-basierten Modelansätzen

Möller, Marco (Author)

2011

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Marco Möller

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2011

UmfangXV, 145 Bl. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2011

Zsfassung in dt. und engl. Sprache

Genehmigende Fakultät
Fak05

Hauptberichter/Gutachter
Schneider, Christoph (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2011-03-14

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-37147
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/62866/files/3714.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Glaziologie (Genormte SW) ; Patagonien <Süd> (Genormte SW) ; Svalbard <Nordost> (Genormte SW) ; Modellierung (Genormte SW) ; Geowissenschaften (frei) ; glaciology (frei) ; Patagonia (frei) ; Svalbard (frei) ; modelling (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 550

Kurzfassung
Der weltweite Meeresspiegel ist während des 20. Jahrhunderts fortwährend angestiegen und es wird erwartet, daß sich diese Entwicklung auch in Zukunft fortsetzen wird. Die Gletscher und Eiskappen außerhalb der großen Eisschilde Grönlands und der Antarktis leisten dazu einen wichtigen Beitrag. Das Wissen über die Klima-gekoppelte Oberflächenmassenbilanz dieser Eismassen ist ein entscheidender Faktor, um eine auf Modellen basierte Quantifizierung dieses Beitrages zu erhalten. Zwei besonders einflußstarke Regionen im Bezug auf den weltweiten Meeresspiegelanstieg sind Patagonien sowie die arktischen Inseln und Archipele. Diese Dissertation behandelt die Modellierung und Beobachtung der Oberflächenmassenbilanzen von Gletschern in diesen beiden Regionen. Zwei Eiskappen dienen dabei als regionale Fallbeispiele: zum einen die Gran Campo Nevado Eiskappe in Südpatagonien nahe der Magellanstraße und zum anderen die Vestfonna Eiskappe auf der zum nördlichen Svalbard Archipel gehörenden Insel Nordaustlandet. Wie es für die meisten entlegenen Regionen der Welt der Fall ist, ist die Datenverfügbarkeit auch hier zu gering für aufwendige, physikalisch-basierte, dynamische Gletschermassenbilanzmodellierungen. Aufgrund dessen werden in dieser Arbeit einfach anwendbare Modellierungsmethoden mit geringerer Komplexität verwendet, um den im Bezug auf Datenquantität und qualität vorhandenen Limitierungen gerecht zu werden. Diese Modellierungsansätze basieren auf der gängigen Temperaturindexmethode und werden den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend verbessert und weiterentwickelt. Es werden erste Berechnungen der Oberflächenmassenbilanzen der Gran Campo Nevado und der Vestfonna Eiskappe in Einzelstudien vorgestellt. Für die Gran Campo Nevado Eiskappe beinhalten diese ebenfalls Betrachtungen der längerfristigen Gletscherentwicklung in Vergangenheit und Zukunft sowie eine Analyse ihrer Klimasensitivität. Damit trägt diese Dissertation dazu bei, das Wissen über Massenbilanzen patagonischer und arktischer Gletscher sowie deren potentielle Beiträge zum weltweiten Meeresspiegelanstieg zu mehren. Darüber hinaus stellt sie ein Set von Weiterentwicklungen und neu eingeführten Ansätzen auf dem Gebiet der Gletschermassenbilanzmodellierung vor. Diese Neuerungen sind speziell darauf ausgerichtet dazu beizutragen den wachsenden Bedarf an einfachen aber nichtsdestotrotz zuverlässigen, glaziologischen Modellen zu decken, die dazu benutzt werden können die Entwicklung von Gletschern und Eiskappen in entlegenen, schwerzugänglichen Regionen der Welt abzuschätzen. Damit trägt diese Dissertation schließlich dazu bei, eine vollständigere Abschätzung des gletscherbedingten Meeresspiegelanstieges zu ermöglichen.

Global sea level has been persistently rising throughout the 20th century and is expected to continue this development in the future. Glaciers and ice caps outside the large ice shields of Greenland and Antarctica have been identified as important contributors to sea-level rise. However, to yield any model-based quantification of this development, the climate-related surface mass balance of these ice masses is a crucial factor to be known. Two particularly influencing regions regarding global sea-level rise are Patagonia and the Arctic islands and archipelagos. This thesis deals with modelling and observation of glacier surface mass balances in these regions. Two ice caps form the regional case-study sites: Gran Campo Nevado located in southernmost Patagonia close to the Strait of Magellan and Vestfonna located in the northern Svalbard archipelago on the island Nordaustlandet. As it is the case for most remote regions of the world, data availability regarding these ice caps is insufficient for sophisticated, physically-based, dynamic modelling of glacier mass balance. Hence, feasible modelling methods of low complexity are employed to cope with the limitations regarding input data quantity and quality. The modelling approaches are based on the well established temperature-index method and are enhanced and further developed where ever necessary. First calculations of the surface mass balance of Gran Campo Nevado and Vestfonna are presented in individual studies. For Gran Campo Nevado also long-term past and future glacier evolution and climate sensitivity characteristics are analysed. In doing so, this thesis contributes to improve the knowledge about mass balance and potential contribution to sea-level rise of Patagonian and Arctic glaciers. Furthermore, it presents a set of enhancements and newly introduced approaches regarding glacier mass-balance modelling. These novelties are especially aimed at contributing to fulfilling the need of development of simple but nevertheless reliable glacier models that can be used to estimate the evolution of glaciers and ice caps in difficult to access, remote areas of the world. This finally serves to facilitate a more complete estimate of glacier induced sea-level rise.

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