Project

Discipline

Lead
Lay summary
Ziele des Forschungsprojekts: Das FloodAlp! Projekt hat zum Ziel, die Häufigkeit und Intensität der Starkniederschläge im Alpenraum für die letzten ca. 10'000 Jahre zu rekonstruieren. Dabei soll gezeigt werden, ob es im Rahmen der vergangenen natürlichen Klimaschwankungen Perioden gab, während derer mehr oder weniger Flutereignisse auftraten. Im Weiteren wird untersucht, ob solche Ereignisse bevorzugt nördlich oder südlich der Alpen stattfanden, und ob während dieser Perioden bestimmte Wettersituationen und atmosphärische Zirkulationsmuster auftraten.   Kontext und Bedeutung des Projekts: Angesichts der momentan stattfindenden Klimaveränderungen werden auch Prognosen gemacht, wie sich die Niederschlagsmuster je nach zukünftigen Szenarien verändern werden. Dabei ist einerseits die Entwicklung des Gesamtniederschlags wichtig, andererseits sind aber auch die Häufigkeit und Intensität der Extremereignisse von entscheidender Bedeutung, da diese grosse Naturgefahren darstellen (z. Bsp. Ereignisse August 2005). Um abschätzen zu können, ob sich die Häufigkeit und Intensität dieser Ereignisse verändern, soll zum ersten Mal die natürliche Variabilität dieser Flutereignisse im Alpenraum während der letzten ca. 10'000 Jahre rekonstruiert werden. Die Ergebnisse werden dann in den Zusammenhang der aktuellen, durch den Mensch beeinflussten Klimaveränderungen gestellt. Die erkannten Muster werden mit denen der zukünftigen Szenarien verglichen, die mittels verschiedener Klimamodelle erstellt wurden. Damit lässt sich evaluieren, ob diese Klimamodelle einmalige Abfolgen von Extremereignisse voraussagen, oder ob diese Muster auch mittels natürlicher Klimaschwankungen schon auftraten.   Wissenschaftlicher Rahmen und  Methodologie: Um diese Ziele zu erreichen, werden die Schlammablagerungen zahlreicher Seen nördlich und südlich der Alpen untersucht. Jedes Starkniederschlagsereignis hinterlässt am Boden der Seen eine charakteristische Flutlage. Mittels geophysikalischer und geologischer Methoden wird die Schlammfüllung dieser Seebecken untersucht und beprobt, so dass die Abfolge dieser Flutlagen wie ein Geschichtsbuch gelesen werden kann. Diese einzelne Flutlagen können durch die Radiokarbon Altersbestimmung datiert werden, so dass für jeden See eine Chronologie der Flutereignisse aufgestellt werden kann. Ein Vergleich der Seen in den verschiedenen alpinen Zonen erlaubt somit eine regionale Analyse dieser Ereignisse, so das verschiedene Perioden mit unterschiedlichen Starkniederschlagsmustern ausgeschieden werden. Diese können wiederum in regionale Kilmamodelle integriert werden, so dass Rückschlüsse über die damaligen atmosphärischen Zirkulationsmuster gemacht werden können.

Direct link to Lay Summary

Last update: 21.02.2013

Communication	Title	Media	Place	Year

Title	Year

Number	Title	Start	Funding scheme

Summary of the research planFloods caused by extreme precipitation events represent one of the major natural hazards in the Alpine realm with several billions Swiss Francs of damage only in the last decade. New climate models point to the possibility that flood frequency and intensities increase as a result of the upcoming climate changes. To scale these predicted changes of extremes, knowledge of the natural variety is required, which is, however, currently limited to only the historic period. This relatively short time interval may not represent the full range of values. No systematic record of Holocene Alpine flood activities exists to date. The FloodAlp project aims to reconstruct the frequency and intensities of Holocene flood events in the Alps by using lake sediments as natural geologic archives acting as prehistoric recorders of extreme events. On the basis of the results acquired in over two years of the three-year SNF project, this proposal seeks funds for an additional fourth year to complete and expand the promising scientific achievements within the dissertations of PhD students Lukas Glur and Stefanie Wirth.The FloodAlp project started on 1.12.2008 with the employment of PhD student Stefanie Wirth (working place Geological Inst., ETHZ). The second PhD position was filled on 1.2.2009 with the hiring of Lukas Glur (working place Eawag, Dübendorf). Both PhD students focused in the first two years on their respective field areas N and S of the Alps. In this period, we investigated ~15 lakes in a north-south transect across the Alps, that cover also a range in altitude. These lake basins record extreme precipitation events with characteristic sediment layers, which contrast sharply to the regular background sediments. The large numbers of lakes is required to provide a meaningful statistical base of flood events, so that regional patterns can be recognized and local outlayers can be avoided. Applying sophisticated depth-to-age model for each lake, events will be dated and grouped in temporal intervals such as 100-year bins, so that all records can be compared on the same temporal scale. The north-south transect provides information on the regional pattern reflecting synchronous or asynchronous behavior north and south of the Alps. Such differences would represent contrasting circulation patterns that control distribution of moisture and precipitation. Differing patterns between high and low-altitude lakes may provide information on seasonal flood distribution, because high-altitude lakes are frozen half of the year and can record flood events only during summer.The requested fourth year of SNF support will allow the expansion of the already acquired lake records with five more lakes to provide a statistically more sound base of a central Alpine flood-event catalogue. The final flood chronologies will be evaluated in the context of climate significance, but they also will be compared to vegetation change and human impact caused by various forms of land use (in cooperation with Univ. Bern, Univ. Basel and Univ. Besancon). The observed climate pattern will be discussed with climate scientists from the Institute of Climate and Atmospheric Science at ETHZ. A special emphasis will be given on the periods during the Holocene that were characterized by warmer climate than today. These periods may act as analogs to compare the reconstructed natural extremes with the modeled future scenarios characterized by increased temperatures and an accelerated hydrologic cycle. The fourth year is furthermore needed to have sufficient time to prepare a series of publications as outcome of the two FloodAlp PhD theses.