Multi-method investigation of dynamic processes in rapidly changing Alpine glaciers [cumulative dissertation]
- Glacier retreat due to climate change is significant and well investigated on a
regional scale. Much less is known about local effects, especially in the proglacial
area. This thesis focuses on glacial changes and new methods to tackle the processes
therein. The glacial changes within the catchment of the river Fagge, in the upper
Kaunertal valley, are investigated by combining different direct glaciological, geodetic
and geophysical methods. Alongside long-term monitoring of glacier flow velocities
at adjacent glaciers, the investigation focuses on the glacier tongue of Gepatschferner.
In addition to the direct measurements of the ice motion and the determination of the
surface mass balance, the ice thickness and the thickness of subglacial sediments is
measured with vibroseismic soundings. Changes in total area, elevation and volume
are calculated from multiple high-resolution digital elevation models from airborne
laser scans. These detailed glaciological investigations are part of the joint project
PROSA, which focusesGlacier retreat due to climate change is significant and well investigated on a
regional scale. Much less is known about local effects, especially in the proglacial
area. This thesis focuses on glacial changes and new methods to tackle the processes
therein. The glacial changes within the catchment of the river Fagge, in the upper
Kaunertal valley, are investigated by combining different direct glaciological, geodetic
and geophysical methods. Alongside long-term monitoring of glacier flow velocities
at adjacent glaciers, the investigation focuses on the glacier tongue of Gepatschferner.
In addition to the direct measurements of the ice motion and the determination of the
surface mass balance, the ice thickness and the thickness of subglacial sediments is
measured with vibroseismic soundings. Changes in total area, elevation and volume
are calculated from multiple high-resolution digital elevation models from airborne
laser scans. These detailed glaciological investigations are part of the joint project
PROSA, which focuses on the geomorphodynamics of the entire proglacial system
and aims at balancing the sediment budget therein.
The presented cumulative doctoral thesis consists of three publications and additional
results from the glaciological part of PROSA. This includes long-term
monitoring of glacier flow velocities (Paper 1), detailed investigations of the process
development of a surface depression at the tongue of Gepatschferner (Paper 2), and
an approach at closing the balances of ice, water and sediments on the glacier tongue
(Paper 3).
It turned out that the formation of circular and funnel-shaped surface depressions
occurs as a consequence of increased glacier retreat rates. Additionally, the process
of the depression development in turn increases the retreat rates. This exemplary
development was caused by the evacuation of subglacial sediments after a heavy
precipitation event and by decreasing glacier dynamics as a result of negative glacier
mass balances. Beside the mass balances, the horizontal motion and especially the
vertical motion of the glacier provide valuable information on the glacier state, such
as measured in the long-term program on Kesselwandferner. The magnitudes of the
mass exchanges showed the influence of extreme events, which exceed mean daily
and even annual turnovers, as well as the role of the melt water production at the
glacier tongue of Gepatschferner and its severe effect on the glacial runoff regime of
the river Fagge.…
- Die Gletscherschmelze in Folge des Klimawandels ist signifikant und auf regionaler
Ebene gut untersucht. Weniger untersucht sind dabei lokale Effekte im Speziellen
im proglazialen Bereich. Diese Arbeit beschäftigt sich mit den glazialen Änderungen
und neuen Methoden zur Untersuchung der Prozesse. Mit einer Zusammenschau
verschiedener direkt glaziologischer, geodätischer und geophysikalischer Methoden
werden die glazialen Änderungen im Einzugsgebiet der Fagge im oberen Kaunertal
untersucht. Neben dem Langzeitmonitoring von Gletscherfließgeschwindigkeiten
benachbarter Gletscher, liegt der Fokus der Untersuchungen im Speziellen auf der
Zunge des Gepatschferners. Zusätzlich zur direkten Messung der Eisbewegung sowie
der Erfassung der Oberflächenbilanz der Zunge werden mit Hilfe der Vibroseismik
sowohl die Eisdicken als auch die Dicke subglazialer Sedimente untersucht. Die
Berechnung von Flächen-, Höhen- und Volumsänderungen der Gletscher erfolgt auf
Basis multipler hochaufgelöster digitaler Höhenmodelle aus Airborne LaserDie Gletscherschmelze in Folge des Klimawandels ist signifikant und auf regionaler
Ebene gut untersucht. Weniger untersucht sind dabei lokale Effekte im Speziellen
im proglazialen Bereich. Diese Arbeit beschäftigt sich mit den glazialen Änderungen
und neuen Methoden zur Untersuchung der Prozesse. Mit einer Zusammenschau
verschiedener direkt glaziologischer, geodätischer und geophysikalischer Methoden
werden die glazialen Änderungen im Einzugsgebiet der Fagge im oberen Kaunertal
untersucht. Neben dem Langzeitmonitoring von Gletscherfließgeschwindigkeiten
benachbarter Gletscher, liegt der Fokus der Untersuchungen im Speziellen auf der
Zunge des Gepatschferners. Zusätzlich zur direkten Messung der Eisbewegung sowie
der Erfassung der Oberflächenbilanz der Zunge werden mit Hilfe der Vibroseismik
sowohl die Eisdicken als auch die Dicke subglazialer Sedimente untersucht. Die
Berechnung von Flächen-, Höhen- und Volumsänderungen der Gletscher erfolgt auf
Basis multipler hochaufgelöster digitaler Höhenmodelle aus Airborne Laser Scans.
Diese detaillierten glaziologischen Untersuchungen sind Teil des Projektbündels
PROSA welches sich mit der Geomorphodynamic des gesamten proglazialen Systems
befasst und auf die Bilanzierung des Sedimenthaushalts abzielt.
Die hier vorliegende kumulative Doktorarbeit setzt sich aus drei Veröffentlichungen
sowie zusätzlichen Ergebnissen aus dem glaziologischen Teil aus PROSA zusammen.
Der Rahmen reicht dabei vom Langzeitmonitoring der Gletscherfließgeschwindigkeiten
(Artikel 1) über die Detailuntersuchung des Prozessablaufs der Trichterbildung auf
der Zunge des Gepatschferners (Artikel 2) bis zum Ansatz des Schließens der Bilanzen
von Eis, Wasser und Sedimenten am Beispiel der Gletscherzunge (Artikel 3).
Es zeigte sich, dass die Bildung von kreis- und trichterförmiger Senken als Folge
verstärkter Schmelzraten zu sehen sind. Zusätzlich wird die Rückverlagerung der
Gletscherzunge durch den Prozessablauf der Trichterbildung verstärkt. Ursache für
diese beispielhafte Entwicklung war neben einem Starkniederschlagsereignis, welches
zum Ausspülen subglazialer Sedimente führte, die abnehmende Eisdynamik aufgrund
negativer Gletschermassenbilanzen. Neben dem Massenhaushalt, liefern die Horizontalbewegung und vor allem die Vertikalbewegung des Gletschers, wie sie etwa im Langzeitmessprogramm am Kesselwandferner erfasst werden, wertvolle Information über den Gletscherzustand. Bei den Größenordnungen der Massenumsätze zeigte sich einerseits der Einfluss von Extremereignissen welche mittlere tägliche und sogar jährliche Umsätze übersteigen, auf der anderen Seite aber auch den maßgeblichen Anteil der Schmelzwasserproduktion der Gletscherzunge des Gepatschferners und somit den großen Einfluss auf das glaziale Abflussregime der Fagge.…
Author: | Stocker-Waldhuber, Martin |
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URN: | urn:nbn:de:bvb:824-opus4-5187 |
Advisor: | Prof. Dr. Becht, Michael, Prof. Dr. Kuhn, Michael |
Document Type: | Doctoral thesis |
Language of publication: | English |
Online publication date: | 2019/10/28 |
Date of first Publication: | 2019/10/28 |
Publishing Institution: | Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt |
Awarding Institution: | Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt, Mathematisch-Geographische Fakultät |
Date of final examination: | 2019/07/22 |
Release Date: | 2019/10/28 |
Tag: | Glaziologie |
GND Keyword: | Kauner Tal; Klimaänderung; Gletscherzunge; Gletscherfließen; Langzeitverhalten; Dynamische Geomorphologie |
Pagenumber: | 116 Seiten : Illustrationen, Diagramme, Karten |
Faculty: | Mathematisch-Geographische Fakultät |
Dewey Decimal Classification: | 5 Naturwissenschaften und Mathematik / 55 Geowissenschaften, Geologie |
License (German): | ![]() |