Dynamisch-statistische Modellierung der klimabedingten Gletschermassenveränderungen in den mittleren Breiten (DYNAMO-KG)
Final Report Abstract
Die Zielsetzung des geplanten Forschungsprojektes bestand darin, eine gesicherte dynamisch-statistische Abschätzung der Veränderung des Gletschermassenhaushalts auf der Grundlage aktueller Klimamodellsimulationen zu liefern. Im Fokus standen dabei die Gletscher des skandinavischen Hochgebirges, da dort eine enge Verzahnung zwischen Klima und Gletschern zu erwarten war. Kernstück des Projektansatzes war die Entwicklung eines statistischen Modells, welches den Zusammenhang zwischen den großräumigen Klimaphänomenen der Nordhemisphäre und den kleinräumigen Gletschern in Skandinavien beschreibt. Die daraus entwickelten statistischen Transferfunktionen ließen sich auf die aktuellen CMIP3-Klimamodellsimulationen des IPCC übertragen. Es konnte gezeigt werden, dass die betrachteten Klimaprädiktoren einen beachtlichen Teil – teilweise bis zu 90 % – der Massenhaushaltsänderungen norwegischer Gletscher seit Mitte des 20. Jahrhunderts erklären. Vor allem die NAO spielt eine zentrale Rolle, insbesondere im Winter, wohingegen die Temperatur die Sommerbilanz dominiert. Es stellte sich jedoch auch heraus, dass die Zusammenhänge nichtlinear sind, zumal der Regimewechsel der NAO in den 1980er Jahren zu einem deutlichen Anstieg der Korrelationen zwischen Klima und Gletscherschwankungen geführt hat. Eine Übertragung der statistischen Transferfunktionen auf zukünftige Zeiträume aus diversen globalen Klimamodellsimulationen offenbarte eine differenzierte Reaktion der norwegischen Gletscher auf den Klimawandel: Während eher kontinentale Gletscher eindeutig im Rückzug begriffen sein werden, zeichnet sich bei den eher maritimen Gletschern kein kohärentes Bild ab. Hier könnten sich temperatur-, niederschlags- und zirkulationsbezogene Veränderungen teilweise kompensieren und lokal unterschiedliche Nettoänderungen des Gletschermassenhaushalts hervorrufen. Während sich bis hierhin keine großen Abweichungen der durchgeführten von den geplanten Forschungsarbeiten ergaben, erwuchs während des Projektes die Einsicht, dem Aspekt der Nichtlinearität mehr Beachtung als geplant zu schenken. Insbesondere der Regimewechsel in den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts ließ das multiple Regressionsmodell in einem kritischen Licht erscheinen. Deshalb wurde mit dem Bayes-Theorem ein weiterer statistischer Ansatz verfolgt, der keine Einschränkung bzgl. linearer Zusammenhänge zwischen den Variablen macht. Die entsprechenden Arbeiten haben sich als kompliziert erwiesen und sind noch nicht ganz abgeschlossen. Insgesamt hat das Projekt DYNAMO-KG einen viel versprechenden und international beachteten Ansatz zur Abschätzung von zukünftigen Gletscherhaushaltsänderungen ausgearbeitet, der ohne nennenswerten Aufwand auf andere Gletscher weltweit übertragbar ist, für die adäquate Daten zur Verfügung stehen.
Publications
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(2009). Dynamic statistical modelling of climate related future mass balance changes of maritime mountain glaciers in Norway. High Mountain Glaciers and Challenges caused by Climate Change. Tromsö, Norwegen (2009)
Mutz, S., Paeth, H. and Winkler, S.
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(2009). Dynamisch-Statistische Modellierung der Klimabedingten Gletschermassenveränderungen in den Mittleren Breiten. 28. Jahrestagung des AK Klima. Blankenese/Hamburg, Deutschland (2009)
Mutz, S., Paeth, H. and Winkler, S.
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(2010). Enhanced evidence for changes in extratropical atmospheric circulation. Tellus 62A, 647-660
Paeth, H. and Pollinger, F.
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(2010). Impact of large-scale circulation modes, regional temperature and precipitation on the mass balance of South Norwegian glaciers. Nordic International Glaciological Society Branch Meeting. Kopenhagen, Dänemark (2010)
Mutz, S., Paeth, H. and Winkler, S.
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(2011). Statistical modelling of climate related future mass balance changes of maritime mountain glaciers in Norway. European Geoscience Union Annual Meeting. Wien, Österreich. (2011)
Mutz, S., Paeth, H. and Winkler, S.
