Projekt

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Snowline observations to remotely derive seasonal to sub-seasonal glacier mass balance in the Tien Shan and Pamir Mountains

Gesuchsteller/in Hoelzle Martin
Nummer 155903
Förderungsinstrument Projektförderung (Abt. I-III)
Forschungseinrichtung Département des Géosciences Université de Fribourg
Hochschule Universität Freiburg – FR
Hauptdisziplin Hydrologie, Limnologie, Glaziologie
Beginn/Ende 01.01.2015 - 31.08.2018
Bewilligter Betrag 258'976.00
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Alle Disziplinen (2)

Disziplin
Hydrologie, Limnologie, Glaziologie
Klimatologie, Atmosphärenphysik, Aeronomie

Keywords (6)

glacier; monitoring; modelling; remote sensing; snow line; Central Asia

Lay Summary (Deutsch)

Lead
Analyse von Schneelinien zur Berechnung von saisonalen Gletschermassenbilanzen auf Gletschern in den Gebirgen Tien Shan und Pamir basierend auf Satellitenbildern
Lay summary

Die Massenbilanz von Gletschern ist ein wichtiger Klimaindikator, da er direkt von der Energiebilanz an der Oberfläche des Gletschers abhängig ist. Deshalb ist die Beobachtung der Massenbilanz mit der Zeit ein geeignetes Mittel, um die Veränderung des Klimas zu untersuchen. Massenbilanzbeobachtungen über längere Zeiträume im entlegenen Tien Shan und Pamir Gebirge sind selten und unregelmässig verteilt. Für die kontinentalen und trockenen zentralasiatischen Niederungen spielen die Gletscher in den Hochgebirgsregionen eine fundamentale Rolle als Wasserspeicher.

In diesem Projekt soll ein neuer Ansatz zur Massenbilanzbestimmung ohne direkte Messungen weiter entwickelt werden. Das Ziel ist, Gletschermassenbilanzen für abgelegene Regionen mit hoher zeitlicher Auflösung zu berechnen. Dabei wird die Masse, die ein Gletscher in den Wintermonaten ansammelt und in den Sommermonaten verliert aus Schneelinienbeobachtungen, basierend auf Satelliten- und Kamerabildern, hergeleitet. Die Beziehung zwischen der beobachteten Position der Schneelinien, der Gletschergeometrie und der Massenbilanz wird durch eine „Rückwärts“ Modellierung erstellt. Entscheidend ist dabei der Informationsgehalt der kurzzeitigen Positionsveränderung der Schneelinie auf der Gletscheroberfläche während der Schmelzperiode von Juni bis September.

In einem ersten Schritt werden Schneelinienbeobachtungen mit Kamerabildern und Massenbilanzmessungen vor Ort auf ausgewählten Gletschern zur Entwicklung und Validierung der Methodik verwendet Dann werden Schneelinienbeobachtungen für weitere Gletscher eingeschlossen, die auf Satellitenbilder basieren, um die Methodenentwicklung auf einen regionalen Massstab auszuweiten.

Unsere Resultate bilden zudem die Grundlage für fundierte Abflussmodellierungen, was eine präzisere Abschätzung der zukünftigen Wasserverfügbarkeit für die zentralasiatischen Länder erlauben soll.
Direktlink auf Lay Summary Letzte Aktualisierung: 23.10.2014

Verantw. Gesuchsteller/in und weitere Gesuchstellende

Mitarbeitende

Projektpartner

Verbundene Projekte

Nummer Titel Start Förderungsinstrument
111008 Aufbau eines Massenbilanzmessnetzes in Neuseeland innerhalb der globalen Gletschermessnetzes 01.09.2005 Resource not found: '228f486d-c393-4df7-b610-84193c83958f'
117761 Alpine-wide distributed glacier mass balance modelling for assessment of precipitation in high-mountain regions with application to palaeoclimate reconstruction 01.10.2007 Projektförderung (Abt. I-III)
169453 Changing glacier firn in Central Asia and its impact on glacier mass balance 01.04.2017 Projektförderung (Abt. I-III)

Abstract

The monitoring of glacier mass balance in remote regions is challenging but vital for understanding the response of glaciers to climate change. Glacier mass balance observations are sparse and inhomogeneously distributed, in particular for the target regions of the proposed project: the Tien Shan and the Pamir. In these regions glacier ice represents an important source of runoff, but glacier monitoring has only recently been re-established for selected glaciers. The under-sampling problem of glacier change assessments limits change predictions and impact projections. In this study, we plan to elaborate novel approaches to derive sub-seasonal glacier mass balance at a regional scale based on remote snowline monitoring. The proposed methodology is predicated on the information content of short-term changes in snowline elevation detected with repeated remote sensing imagery for both the quantities of winter accumulation and summer ablation. A relation between the observed snowline position, the glacier geometry and the glacier-wide mass balance is created by backward modelling. We will first apply and validate the methodology for Central Asian glaciers using terrestrial photography and mass balance measurements on three to four carefully selected study sites, and then incorporate snow depletion observations throughout the summer season provided by satellite images at the regional scale. Finally, satellite images of a larger part of the Tien Shan and Pamir mountain ranges will be compiled for the period 2000 to present and the validated approach will be used to evaluate the seasonal to sub-seasonal mass balance for several dozens of selected glaciers. We intend to combine these remote mass balance estimates with measurements of regional ice volume changes derived from repeat digital elevation models. In combination, this will provide glacier mass changes at high temporal and spatial resolution for a region about which so far only little is known about. The sub-seasonal mass balance calculations will provide an important input for runoff models allowing more accurate estimation of future water availability for Central Asian countries.
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