Gletscher in Nordamerika

Aus Klimawandel
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Abb. 1: Wichtige Gletschergebiete in Alaska und Kanada
Abb. 2: Massenbilanz von Gletschern und Eiskappen in der kanadischen Arktis und rund um den Golf von Alaska

Nordamerika ist der Kontinent mit der mit Abstand größten Gletscherfläche außerhalb von Grönland und der Antarktis (Abb. 1). Von der gesamten vergletscherten Fläche der Erde (ohne Grönland und Antarktis) von etwa 730 000 km2, liegen fast 250 000 km2 in Nordamerika. Dabei nehmen die Gletscher der Kanadischen Arktis eine Fläche von ca. 145 000 km2 ein, gefolgt von Alaska mit ca. 90 000 km2. 14 000 km2 vergletscherte Fläche finden sich außerdem in den Rocky Mountains und den Küstengebirgen in Kanada und den USA.[1]

1 Der kanadisch-arktische Archipel

1.1 Die Vergletscherung

In Kanada befinden sich Gletscher hauptsächlich auf den Inseln der Arktis. Der kanadisch-arktische Archipel besteht aus rund 36 000 Inseln, auf denen eine Fläche von 146 000 km2 mit Eis bedeckt ist.[2] Er ist damit das größte Landeisgebiet der Erde außerhalb der Eisschilde auf Grönland und der Antarktis. Sein Anteil am globalen Landeis (ohne Grönland und Antarktis) beträgt 28 %. Die größten vergletscherten Gebiete befinden sich auf den Königin-Elisabeth-Inseln (107 000 km2), der Baffin-Insel (38 000 km2) und der Bylot-Insel (5 000 km2). Neben großen Eiskappen, die als Reste der eiszeitlichen Eisschilde gelten, gibt es kleinere Eiskappen und Talgletscher. Am Nordrand der Ellesmere-Insel, der größten Insel der Königin-Elisabeth-Gruppe, gehen die Gletscher in ein großes Schelfeisgebiet über.[3]

1.2 Klimaänderungen

Auch in der kanadischen Arktis zeigt sich die „Arktische Verstärkung“ des Klimawandels. Die Temperaturen haben sich im 20. Jahrhundert zunächst bis in die 1950er und 1960er Jahre hinein deutlich erhöht und sind anschließend etwas gesunken. Eine erneute Erwärmung wurde in den letzten Jahrzehnten seit Ende der 1980er Jahre und besonders in den 2000er Jahren festgestellt. Davon waren besonders die Sommermonate Juni-August betroffen. In den letzten 25 Jahre war nördlich von 75 °N der sommerliche Temperaturanstieg mit 2,2 °C etwa dreimal so stark wie im Mittel der Nordhalbkugel.[4] Die Erwärmung steht im Zusammenhang mit Änderungen der atmosphärischen Zirkulation im Sommer. Seit 1987 drang verstärkt warme Luft vom nordamerikanischen Kontinent in das arktische Archipel ein, seit 2005 stammt die Warmluft vor allem aus dem Nordatlantik, der ungewöhnlich hohe Temperaturen zeigte.[3]

1.3 Eisschmelze

Die starke Erwärmung hatte in manchen Datenreihen die höchsten Schmelzraten in den letzten 2000, in anderen sogar in den letzten 4200 Jahren zur Folge.[4] Untersuchungen auf den Königin-Elisabeth-Inseln zeigen einen merklichen Vorstoß der Gletscher mit dem Beginn der Kleinen Eiszeit um 1500, die in dieser Region bis 1925 anhielt. Die anschließende Erwärmung führte zu einem Rückgang der vergletscherten Fläche um 37 % bis etwa 1960. Auf den anderen größeren Inseln war der Rückgang geringer, so auf der Baffin-Insel um 7,3 %. Am stärksten betroffen waren die kleinen Gletscher mit einer Fläche von unter 1 km2, von denen viele ganz verschwanden, am wenigsten gingen die großen Eiskappen und Eisfelder zurück. In den letzten drei bis vier Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts setzte sich der Eisverlust fort: auf den Königin-Elisabeth-Inseln um 2,7 %, auf der Baffin-Insel um 2 % und auf der Bylot-Insel 5,1 %.[3]

Höhen- und Schwerefeldmessungen mit Satelliten sowie Modellsimulationen haben es in jüngster Zeit auch ermöglicht, die Volumenverluste der Gletscher des kanadisch-arktischen Archipels zu bestimmen. So haben die Königin-Elisabeth-Inseln zwischen 2004 und 2009 jährlich einen Verlust von 61 Gt pro Jahr zu verzeichnen, was einem Beitrag zum Meeresspiegelanstieg von 0,17 mm pro Jahr entspricht. Dabei hat sich das Tempo der Eisschmelze in diesen fünf Jahren verdreifacht. Zunehmend waren an dem Eisverlust auch die größeren Eiskappen und Eisfelder beteiligt. Sehr stark, nämlich um 90 %, hat sich auch das Schelfeisgebiet am Nordrand der Ellesmere-Insel verringert (Abb. 2).[3] Andere Untersuchungen zeigen einen Massenverlust im Zeitraum von 2004-2011 für das gesamte Archipel von 579 Gt bzw. eine jährliche Rate von zunächst 31 Gt/Jahr in 2004-2006 und dann 92 Gt/Jahr in 2007-2009. Die mittlere Rate in 2003-2012 belief sich nach Schwerefeldmessungen des GRACE-Projekts auf 69 Gt/Jahr. Nach Modellberechnungen wird der Massenverlust gegen Ende des 21. Jahrhundert bei 144 Gt/Jahr liegen. Der Beitrag zum Meeresspiegelanstieg des kanadisch-arktischen Archipels wird im Mittel für das 21. Jahrhundert hiernach auf 0,35 mm/Jahr geschätzt, d.h. über das ganze Jahrhundert 3,5 cm betragen.[2]

Abb. 3: Gletschergebiete in den Cariboo Mountains (BC: British Columbia, AB: Alberta)

2 West-Kanada

Die Gletscher in West-Kanada verteilen sich auf drei Gebirgszüge: das Küstengebirge, die Columbia Mountains und die Rocky Mountains in den Provinzen British Columbia und Albert. In British Columbia und Alberta gab es in den 1980ern ein etwa 30 000 km2 großes vergletschertes Gebiet, das etwa 23 % der nordamerikanischen und 4 % der nichtpolaren weltweiten Eisbedeckung entsprach. Die mit Abstand größten Gletscherflächen finden sich im Küstengebirge. Klimatisch herrschen hier die Westwinde der mittleren Breiten vor, die für starke Niederschlagsunterschiede von West nach Ost sorgen. Die höchsten Niederschläge fallen im Winter im Küstengebirge.[5] Auch in den Cariboo Mountains (Abb. 3), der nördlichsten Kette der Columbia Mountains, weiter landeinwärts zeigt sich noch die Exponiertheit nach Westen. Rund 1000 mm Niederschläge fallen hier auf der Luv- und ca. 680 mm auf der Leeseite. Die jährlichen Mitteltemperaturen in den Cariboo Mountains liegen zwischen 1,9 und 4,4 °C. Das Schmelzwasser der meisten Gletscher fließt in den Fraser River, einige entwässern in den Columbia River. [6]

2005 betrug die vergletscherte Fläche in West-Kanada nur noch 26 700 km2, was gegenüber den 1980er Jahren einen Flächenverlust von 11 % ausmachte. Von den ursprünglich ca. 14 300 Gletschern lösten sich ungefähr 2000 in kleinere Einheiten auf, so dass sich die Anzahl der Gletscher um etwa 3000 erhöhte. 300 Gletscher verschwanden in derselben Periode aber auch ganz. Den geringsten relativen Verlust hatte mit 7 % das nördliche Küstengebirge, den größten mit 25 % die nördlichen Rocky Mountains.[5] In den Cariboo Mountains bedeckten 1952 die Gletscher noch eine Fläche von 824 km2, 1970 waren es noch 805 km2, 1985 nur noch 785 km2 und 2005 nur noch 731 km2. Zwischen 1952 und 1985 zeigten einige Gletscher auch ein Wachstum, während nach 1985 alle Gletscher geschrumpft sind. Der Flächenverlust erfolgte mit 54 km2 vor allem in der Periode 1985-2005. Die Volumenveränderungen 1952-2005 werden auf rund 11 km3 geschätzt.[6]

Abb. 4: Mündung des Bridge-Gletschers in den Bridge-See 2013 im knanadischen Küstengebirge nördlich von Vancouver. Angezeigt sind ausgewählte Positionen des Geltscherendes 1973 bis 2010, Höhenlinien und Geschwindigkeit des Geltscherflusses (Pfeile).

Ein Beispiel für die Gletscher des Küstengebirges ist der Bridge-Gletscher, ein Auslassgletscher der Lillooet-Eiskappe im südwestlichen British Columbia in Kanada, der etwa 175 km nördlich von Vancouver liegt. Im September 2013 betrug die Gletscherfläche 83 km2 und reichte von einer Höhe von 2900 m bis hinunter auf 1390 m, wo sie in den Bridge Lake endete. Seit 1972 hat sich das Gletscherende um 3,55 km zurückgezogen, hauptsächlich ab 1991 (Abb. 4). Da der Gletscherrückzug nicht durchgehend mit den klimatischen Änderungen von Temperatur und Niederschlag konform verlief, muss auf einen weiteren Faktor geschlossen werden. Am Rückgang des Geltschers hatte auch das Kalben in den Bridge Lake einen zunehmenden Anteil, der über den gesamten Zeitraum von 1984 bis 2013 10-25 % betrug und am stärksten zwischen 2005 und 2010 war, als das Gletscherende über dem tiefsten Teil des Sees lag. Vom Gletscherende lösten sich große Tafeleisberge, die auf dem See trieben. Der Bridge Lake ist durch das schmelzende Gletschereis von 1972 bis 2013 von 2 auf 6 km2 deutlich gewachsen.[7]

Nach Simulationen mit einem hochaufgelösten regionalen Eis-Modell zeigen die Gletscher der Küstenregion den stärksten Widerstand gegenüber dem Klimawandel. Sie werden gegenüber dem Zustand von 2005 bis 2100 durch die zu erwartende Erwärmung und Veränderung der Niederschläge 75 % ihrer Fläche und 70 % ihres Volumens verlieren. In den Columbia Mountains und den Rocky Mountains werden Fläche und Volumen nach diesen Modellberechnungen um 90 % zurückgehen.[8]

3 Alaska

3.1 Vergletscherung

Die Gletscher Alaska bedecken eine Fläche von rund 90 000 km2 bzw. 12 % der Landfläche Alaskas. Die Anzahl der Gletscher wird vom IPCC (2013, Table 4.2) mit 23 112 angegeben,[1] ist aber nicht vollständig bekannt und beträgt möglicherweise auch mehr als 100 000, wovon jedoch weniger als 700 offiziell benannt sind.[9] Etwa 2000 sind Talgletscher, wovon ca. 60 Gezeitengletscher sind, d.h. im Meer enden. Gezeitengletscher gehören jedoch zu den größten Gletschern Alaskas und machen trotz ihrer geringen Zahl ein Drittel der vergletscherten Fläche Alaskas aus. Gletscher findet man in Alaska von 6000 m Höhe bis knapp unter dem Meeresspiegel.[9] Die Schnee- und Gletscherschmelze erzeugt im Golf von Alaska den Alaska Küstenstrom. Der Süßwasserabfluss betrug in den 1970er Jahren 23 000 km3/sec.

3.2 Klimaänderungen

Das Klima in Alaska hat sich seit der Mittelalterlichen Warmzeit zunehmend bis etwa 1900 abgekühlt und sich im 20. Jahrhundert abrupt erwärmt. Zwischen 1949 und 2004 nahm die Temperatur um 1,9 °C zu, bemerkenswerterweise zu mehr als 75 % vor 1977. Dabei stiegen die Temperaturen hauptsächlich im Winter und Frühjahr. Auch die Niederschläge nahmen im 20. Jahrhundert zu, und zwar außer im Nordwesten um bis zu 30 %.[9] In den letzten 60 Jahren ist die Erwärmung in Alaska mehr als doppelt so stark wie in den restlichen USA gewesen. Die mittlere Jahrestemperatur stieg um 1,7 °C, die mittlere Wintertemperatur sogar um 3,4 °C. Ein erheblicher Teil der Erwärmung ereignete sich um 1976 während des Umschwungs der Pazifischen Dekaden Oszillation (PDO) von einer kühlen in eine warme Phase. Gleichzeitig spielte aber auch eine langfristige Erwärmung durch den Klimawandel eine Rolle, die dann den Effekt des erneuten Wechsels der PDO in die kühle Phase zu Beginn der 2000er Jahre deutlich abschwächte.[10]

3.3 Änderung der Vergletscherung

Während der Kleinen Eiszeit war die von Gletschern bedeckte Fläche in Alaska deutlich größer als heute. Seit etwa 250 Jahre zogen sich zahlreiche Gletscher mehr und mehr zurück. Gegenwärtig machen die Gletscher, die kleiner werden, 98 % der untersuchten Gletscher aus. Nur etwa ein Dutzend Gletscher werden länger und dicker. In fast allen untersuchten Gebieten werden die Gletscher, die unterhalb von 1500 m enden, dünner und/oder ziehen sich zurück.[9]

Ein deutlicher Rückgang der Vergletscherung konnte in den Chugach Mountains, einem Gebirgszug im südlichen Alaska am Golf von Alaska, beobachtet werden. Besonders der 1100 km2 große Columbia Gletscher befindet sich gegenwärtig in einem katastrophalen Rückgang. Vor 1979 hatte der Gletscher eine Länge von ca. 66.5 km und verlor dann ab 1982 bis zu Beginn des 21. Jahrhunderts 12 km an Länge und 400 m an Dicke.

Ein weiteres stark vergletschertes Gebiet Alaskas ist die Eliaskette, die vom Südosten Alaskas bis nach Kanada hineinreicht. In dem zu Alaska gehörenden Teil umfassen Hunderte von Gletschern eine Fläche von 14200 km2. U.a. befindet sich hier der 200 km lange und eine Fläche von ca. 5000 km2 bedeckende Bering-Gletscher. Zahlreiche Gletscher münden heute in die Gletscherbucht (Glacier Bay), z.B. der Muir Glacier. Vor 250 Jahren war diese Bucht jedoch gefüllt von einem einzigen großen Gletscher, dem Grand Pacific Glacier. Der Muir Glacier trennte sich 1860 vom Grand Pacific Glacier und hat sich seitdem um 40 km zurückgezogen. Im Bereich der Gletscherzunge verringerte sich die Dicke um 650 m. Mitte der 1990er Jahre war der Muir Glacier nur noch 30 km lang und kein Gezeitengletscher mehr, da das Ende nicht mehr die Pazifikküste erreichte.

Bering Gletscher 2002

3.4 Einzelne Gletscher

Der Bering Gletscher in der Eliaskette ist der größte und längste Gletscher auf dem kontinentalen Nordamerika. Er nimmt eine Fläche von 5000 km2 ein und ist 190 km lang. Die Gletschermasse beträgt möglicherweise 15-20 % des gesamten Gletschereises von Alaska. Der Bering Gletscher gibt z.Zt. ca. 40 km3 Schmelzwasser jährlich ab, das in den Pazifik fließt. Bis 2050 könnte die Schmelzwassermenge durch den Klimawandel auf 60 km3 steigen.[11]

Der Columbia Gletscher in den Chugach Mountains ist ein Gezeitengletscher, der von ca. 3000 m Höhe direkt in einen Fjord fließt. Er ist heute einer der sich am schnellsten ändernden Gletscher der Welt. Zwischen 1980 und 2011 hat sich der Gletscher um mehr als 20 km zurückgezogen. Gleichzeitig hat er die Hälfte seines Volumens und seiner Dicke verloren. Zwischen 2007 und 2010 löste sich die Gletscherzunge vom Grund und begann, auf dem Wasser zu treiben. Die Folge war ein verstärktes Kalben von großen Eisbergen. 2030 wird der Gletscher wahrscheinlich vor der Küstenlinie enden.[12]

4 Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 IPCC (2013): Climate Change 2013: The Physical Science Basis, Chapter 4: Observations: Cryosphere, 4.3.1
  2. 2,0 2,1 Lenaerts, J.T.M., et al. (2013): Irreversible mass loss of Canadian Arctic Archipelago glaciers, Geophysical Research Letters 40, doi:10.1002/grl.50214
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 Sharp, M., et al. (2014): Remote sensing of recent glacier changes in the Canadian Arctic, in: Kargel, J.S., et al. (Ed.) (2014): Global Land Ice Measurements from Space
  4. 4,0 4,1 Fisher, D. et al. (2012): Recent melt rates of Canadian arctic ice caps are the highest in four millennia, Global and Planetary Change 84-85, doi:10.1016/j.gloplacha.2011.06.005
  5. 5,0 5,1 Bolch, T., B. Menounos, R. Wheate (2010): Landsat-based inventory of glaciers in western Canada, 1985–2005, Remote Sensing of Environment 114, 127–137
  6. 6,0 6,1 Beedle, M.J., B. Menounos, and R. Wheate (2015): Glacier change in the Cariboo Mountains, British Columbia, Canada (1952–2005), The Cryosphere, 9, 65–80
  7. Chernos, M., M. Koppes, and R.D. Moore (2016): Ablation from calving and surface melt at lake-terminating Bridge Glacier, British Columbia, 1984–2013, The Cryosphere, 10, 87–102
  8. Clarke1, G.K.C., A.H. Jarosch, F.S. Anslow, V. Radic and B. Menounos (2015): Projected deglaciation of western Canada in the twenty-first century, Nature Geoscience, doi:10.1038/ngeo2407
  9. 9,0 9,1 9,2 9,3 Molnia, B.F. (2007): Late nineteenth to early twenty-first century behavior of Alaskan glaciers as indicators of changing regional climate, Global and Planetary Change 56, 23–56
  10. Chapin, F. S., III, S. F. Trainor, P. Cochran, H. Huntington, C. Markon, M. McCammon, A. D. McGuire, and M. Serreze (2014): Ch. 22: Alaska. In: Climate Change Impacts in the United States: The Third National Climate Assessment, J. M. Melillo, Terese (T.C.) Richmond, and G. W. Yohe, Eds., U.S. Global Change Research Program, 514-536. doi:10.7930/J00Z7150
  11. Josberger, E. G., R. A. Shuchman, L. K. Jenkins, and K. Arthur Endsley (2014): Melt water input from the Bering Glacier watershed into the Gulf of Alaska, Geophysical Research Letters, 41, doi:10.1002/2013GL058734
  12. NASA Earth Observatory (2012): Columbia Glacier, Alaska


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